Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích ứng xử của tường vây khi thi công hố đào sâu trên nền cát dày quận 1

Bài toán phân tích ngược back-analysis sử dụng phần mềm PLAXIS 2D, Etabs dựa vào kết quả quan trắc thực tế chuyển vị ngang tường vây công trình để phân tích ứng xử của tường vây trong su

QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

GIỚI THIỆU

Thi công hố đào sâu liên quan đến cả hai vấn đề là ổn định và biến dạng Một hố đào sâu ổn định là một hố đào mà tường vây không được sụp đổ và đáy của nó không được mất kiểm soát đẩy trồi Và hố đào sâu được thiết kế để chống lại biến dạng đất nền xung quanh hố đào mà nó có thể gây phá hoại công trình lân cận, đường xá, hay như cơ sở hạ tầng Quy mô phá hoại phụ thuộc vào cường độ và kiểu chuyển vị đất nền xung quanh hố đào Ổn định và biến dạng có liên quan với nhau Nếu hệ số an toàn chống lại sự phá hoại là lớn, thì biến dạng trong đất xung quanh hố đào sẽ là nhỏ, và chuyển vị đất nền xung quanh sẽ nhỏ Ngược lại, nếu hệ số an toàn gần bằng 1, biến dạng trong đất xung quanh hố đào sẽ là lớn, và chuyển vị đất nền sẽ lớn

Do đó, dự đoán sự thực hiện một hố đào sâu bao hàm cả phân tích ổn định và biến dạng Kinh nghiệm đã chỉ ra rằng ổn định có thể được đánh giá đủ chính xác khi sử dụng tính toán cân bằng giới hạn đơn giản Tuy nhiên, biến dạng thì tương đối là khó dự đoán, và phương pháp phần tử hữu hạn thường được sử dụng cho mục đích khi chuyển vị đất nền là đặc biệt quan trọng

Vì vậy, phần khảo sát tổng quan này cung cấp một mô tả ngắn dự đoán chuyển vị đất nền liên kết với tường vây, kết cấu sẽ bao gồm 3 phần Phần thứ nhất là những tổng kết đáng kể của các nghiên cứu đã xuất bản trước đây Phần thứ hai tổng hợp những bài báo mô tả những nghiên cứu bằng phân tích số của quá trình thực hiện số đào sâu Và phần còn lại là những tổng kết dữ liệu của những nghiên cứu quan trắc hố đào sâu ở hiện trường Ngoài ra, một mô tả ngắn về cách tính áp lực đất bên ngoài theo nhiều cách và việc sử dụng công cụ số để áp dụng trong tính toán.

TỔNG KẾT CÁC NGHIÊN CỨU ĐÃ XUẤT BẢN

Sau đây là những phương pháp thực nghiệm đã được đề nghị để dự đoán chuyển vị gây ra bởi hố đào của Peck (1969), Lambe (1970), và Clough and O’Rourke (1989 & 1990)

Peck (1969) là người đầu tiên đề xuất một phương pháp để dự đoán giải quyết chuyển vị do đào đất gây ra, dựa trên quan sát thực địa Ông chủ yếu sử dụng các kết quả giám sát của các trường hợp lịch sử ở Chicago và Oslo và thành lập các đường cong quan hệ giữa độ lún và khoảng cách đến tường vây với nhiều loại đất khác nhau

Hình 1 1 Quan hệ giữa độ lún và khoảng cách đến tường vây

Phương pháp Peck dựa trên kết quả giám sát của các trường hợp lịch sử trước năm

1969, hầu hết trong số đó sử dụng cọc ván thép hoặc cọc chống,tường chắn, hoàn toàn khác với việc thiết kế và xây dựng các phương pháp tiên tiến hơn trong các dự án hố đào sâu trong những năm gần đây, các đường cong quan hệ của Peck đề xuất không nhất thiết phải áp dụng cho tất cả các hố đào Về cơ bản, những đường cong bắt nguồn từ phương pháp của Peck là tổng hợp kinh nghiệm đơn giản để áp dụng

O’Rourke nghiên cứu chuyển vị đất nền gây ra bởi hố đào sâu có giằng chống và những hoạt động thi công liên quan Ông đã chỉ ra sự quan trọng của hoạt động chuẩn bị công trường lên chuyển vị đất nền, và cũng đã liệt kê ra sự bố trí lại và việc hạ mực nước ngầm, thi công tường vây, thi công hố móng sâu cũng như là những hoạt động chuẩn bị của công trường có thể gây ra chuyển vị đất nền Tác giả cũng nghiên cứu quan hệ giữa hình dạng chuyển vị của tường hố đào và tỉ số chuyển vị ngang và đứng của mặt đất nền bằng cách xem xét dữ liệu thực hiện từ bảy trường hợp nghiên cứu O’Rourke cũng kết luận từ những phân tích rằng tỉ số chuyển vị ngang trên chuyển vị đứng là 1.6 đối với biến dạng công sôn thuần túy và 0.6 đối với biến dạng phình trồi thuần túy của tường vây Ngoài ra, O’Rourke cũng đã nêu ra những kết luận về tác động của độ cứng giằng chống, việc ứng suất trước của giằng chống, và sự tính toán thời gian của việc lắp đặt chống Tác giả nhận xét rằng độ cứng hữu hiệu của chống có thể thấp hơn 2% so với độ cứng chuẩn (AE/L) do hiệu ứng nén tại vị trí liên kết và hiệu ứng uốn của giằng chống

2.3 T ổ ng k ế t nghiên c ứ u c ủ a Clough and O’Rourke (1989 & 1990)

Clough và O’Rourke nghiên cứu chuyển vị gây ra bởi hố đào sâu bằng cách xem xét dữ liệu từ trường hợp và những nghiên cứu trước đó Các tác giả đã chia chuyển vị ra làm 2 loại Thứ nhất là chuyển vị do quá trình đào thi công tường vây, và loại kia là chuyển vị gây ra bởi hoạt động thi công phụ Họ đã kết luận từ những nghiên cứu của mình rằng chuyển vị do hố đào sâu có thể được dự đoán trong những phạm vi hợp lý nếu nguồn gốc chuyển vị được xem xét

Clough và phương pháp O'Rourke của Clough và O'Rourke (1990) đề xuất nhiều loại hình đường bao của chuyển vị bề mặt hố đào gây ra cho đất khác nhau trên nhiều trường hợp Theo các nghiên cứu của họ,đào trong cát hoặc đất sét cứng sẽ có xu hướng xuất hiện đường bao chuyển vị theo hình tam giác Chuyển vị tối đa sẽ được tìm thấy gần tường chắn Đào trong đất sét mềm đển trung bình sẽ tạo ra đường bao chuyển vị hình thang

Hình 1 2 Quan hệ giữa độ lún và khoảng cách đến tường vây đối với từng loại đất

(Clough and O’Rourke,1989 & 1990) a)cát b) sét cứng c)sét mềm

2.4 T ổ ng k ế t nghiên c ứ u c ủ a Ou and Yang(2000) :

Nghiên cứu của Ou and Yang (2000) củng cố lại những nghiên cứu của Clough và O'Rourke (1990) qua quan trắc xác định độ lún của đất nền phía sau lưng tường chắn gây ra bởi hố đào sâu.đối với công trình Taipei Rapid Transit,so sánh độ lún đối với nhiều loại tường chắn

Hình 1 3 Quan hệ giữa độ lún và khoảng cách đến tường vây(Ou and

2.5 T ổ ng k ế t nghiên c ứ u c ủ a Ou and Hsieh :

Ou và Hsieh (Ou và Hsieh, 2000; Ou et al, 2005) đã phát triển một phương pháp để dự đoán lún bề mặt trên cơ sở các nghiên cứu về các loại hình lún bề mặt, vùng ảnh hưởng, vị trí lún tối đa Chúng tôi đề xuất giải quyết các đường cong cho các tường lửng và các loại lõm, như thể hiện trong hình 1.4

Dòng phân khúc ab trong hình 1.4a, với một độ dốc dốc hơn, đại diện cho các vùng ảnh hưởng chính, mà sẽ tạo ra một sự biến dạng góc lớn hơn như xa như các cấu trúc lân cận có liên quan Vì vậy, nó là cần thiết để kiểm tra sự an toàn của các công trình lân cận miễn là giá trị của Svm là lớn Đoạn thẳng là đại diện cho các khu vực ảnh hưởng thứ cấp và có độ dốc ít dốc Trong điều kiện bình thường, giải quyết trong SIZ có ít ảnh hưởng đến cấu trúc

Theo hình 1.4b, đường cong giải quyết các loại lõm có thể được mô tả trong ba đoạn thẳng Phân khúc dòng abc đại diện cho các vùng ảnh hưởng và phân khúc dòng cd tiểu vùng ảnh hưởng thứ cấp Ảnh hưởng riêng biệt của họ trên các cấu trúc là giống như mô tả trong các loại tường lửng

Hình 1 4 Quan hệ giữa độ lún và khoảng cách đến tường vây(Ou and

Theo phương pháp Ou và Hsieh, việc độ lún gây ra trong hố đào sau lưng tường chắn có thể được dự đoán dựa trên các các bước sau đây:

1.Ước tính chuyển vị ngang tối đa của tường chắn bằng Phương pháp phần tử hữu hạn, hoặc phương pháp dầm trên nền đàn hồi

2.Xác định loại chuyển vị: Tính toán tường chuyển vị ngang từ một trong hai phương pháp phần tử hữu hạn hoặc các tia trên các phương pháp nền đàn hồi Sau đó, với xác định loại của giải quyết bề mặt đất Hoặc chúng ta có thể tận dụng lợi thế của các kết quả khảo sát ở giai đoạn khai quật ban đầu bởi vì các loại hồ sơ giải quyết nổi lên ở giai đoạn đầu thường kéo dài đến giai đoạn cuối cùng

3.Ước tính giá trị của chuyển vị đứng trên cơ sở của mối quan hệ giữa chuyển vị lớn nhất và chuyển vị ngang lớn nhất.

NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHUYỂN VỊ TRONG KHI THI CÔNG HỐ ĐÀO

3.1 Lo ạ i đấ t là y ế u t ố quan tr ọ ng trong vi ệ c th ự c hi ệ n h ố đ ào sâu

Tất cả những tổng kết của bài báo chỉ ra rằng loại đất là yếu tố chủ yếu trong việc thực hiện hố đào sâu Loại đất là quan trọng bởi vì việc thực hiện hố đào sâu được chi phối bởi sự tương tác giữa đất và hệ thống chống giữ

Clough and O’Rourke (1990) đã tóm tắt thông tin từ những trường hợp nghiên cứu trên chuyển vị đất nền lân cận tới hố đào và đã chỉ ra rằng chuyển vị phía sau hố đào có liên quan đến loại đất Theo những ý chính sử dụng để phân tích nội lực của thanh chống của hố đào sâu và dựa trên cơ sở sự tương thích kết quả đo đạc, Clough and O’Rourke (1990) đã thiết lập những biểu đồ chuyển vị gây ra bởi việc thực hiện hố đào (hình 1.5)

Hình 1 5 Tổng hợp chuyển vị nền lân cận hố đào của các loại đất, theo hàm số khoảng cách từ cạnh hố đào (Clough and O’Rourke ,1990)

Clough and O’Rourke (1990) đã thể hiện rằng kiểu chuyển vị bên cạnh hố đào bị ảnh hưởng bởi loại đất Hình 1.6 và 1.7 thể hiện đường bao chuyển vị mà tác giả đề nghị để ước lượng kiểu chuyển vị cạnh hố đào do hoạt động đào và thi công chống trong đất cát và đất sét yếu Ngoài ra, về biến dạng do hố đào trong sét yếu, Clough et O’Rourke đề nghị ước lượng biến dạng lớn nhất của tường chắn một mặt theo hệ số an toàn của hố đào dựa trên độ lún của đáy hố đào và mặt khác theo ước lượng độ cứng của kết cấu tường chắn (hình 1.8,hình 1.9)

Hình 1 6 Biểu đồ chuyển vị quan trắc phía sau tường hố đào trong đất cát, theo

Hình 1 7 Biểu đồ chuyển vị quan trắc phía sau tường hố đào trong sét yếu, theo

Hình 1 8 Biến dạng liên quan đến hố đào trong sét yếu, theo Clough et O’Rourke

Hình 1 9 Biến dạng của tường vây (Chang,2006)

3.2 Độ c ứ ng h ệ ch ố ng đỡ là y ế u t ố quy ế t đị nh chuy ể n v ị

Ou et al (1993) nhấn mạnh rằng ứng suất trước neo trong đất hay giằng chống thì rất hữu hiệu trong việc hạn chế chuyển vị của tường độ cứng và khoảng cách của hệ chống cũng quyết định chuyển vị nhiều hay ít

Hình 1 10 mối quan hệ giữa hình dạng chuyển vị tường vây và hệ chống cứng

Hình 1 11 mối quan hệ giữa hình dạng chuyển vị tường vây và hệ chống yếu

Cho thấy mối quan hệ giữa tính chuyển vị ngang tối đa của tường và tỷ lệ độ cứng của thanh chống Chuyển vị ngang tối đa trong hình 1.10,hình 1.11 được tính toán bằng cách sử dụng cùng một giá trị độ cứng trong ba tầng thanh chống Các xu hướng biến đổi giữa các chuyển vị ngang tối đa và độ cứng cho thấy rằng độ cứng của thanh chống càng lớn thì chuyển vị ngang của tường càng nhỏ

3.3 B ề dày sàn: Độ biến thiên của sai số bề dày sàn được thể hiện ở hình 1.12 bên dưới Có thể thấy rằng việc tăng bề dày sàn làm tăng độ cứng của sàn trong mặt phẳng và do đó làm giảm ảnh hưởng đến độ đàn hồi hay chuyển vị của tường vây

Hình 1 12 Sự biến thiên sai số bề dày sàn

Biến thiên của sai số độ co của sàn được thể hiện ở hình 1.13 Một lần nữa có thể thấy rằng việc tăng hệ số co của sàn sẽ làm giảm độ cứng của sàn trên mặt bằng và do đó làm tăng tính đàn hồi hay chuyển vị của tường vây

Hình 1 13 Sự biến thiên sai số độ co của sàn

Lỗ mở sàn để vận chuyển đất lên khi thi công đào đất cho các tầng bên dưới Do đó vị trí lỗ mở còn phụ thuộc vào hướng tiếp cận giao thông trong công trình Tuy nhiên, sàn phẳng làm giảm độ cứng của kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang

Do đó, khi sử dụng sàn phẳng thường tăng khả năng chịu tải ngang bằng cách bố trí các dầm biên dọc chu vi nên tránh bố trí lỗ mở quá gần tường vây để tránh hiện tượng bị giảm yếu cục bộ

Kích thước lỗ mở thường bằng với kích thước lỗ thông tầng, thang máy, cầu thang bộ hay ram dốc cũng có thể mở theo các bước cột Kích thước lỗ mở càng lớn thì việc thi công càng nhanh đạt tiến độ nhưng độ cứng của sàn theo phương ngang sẽ bị giảm yếu rất nhiều do đó làm tăng chuyển vị tường vây

Hình 1 14 Dạng mặt bằng và kích thước lỗ mở

Hình 1 15 sai số giữa chuyển vị và diện tích lỗ mở

Sàn được giả định là dầm đơn giản chịu tải trọng đơn vị phân bố (tải trọng/chiều dài) theo phương cạnh dài như hình 1.16 Khi tường vây đối xứng, chỉ 1 trong 2 mặt đối xứng được chọn Tường vây được giả định là 1 dầm có 1 đầu thừa chịu tải trọng tập trung trên đỉnh tường Độ lớn của tải trọng tập trung là L/2 được qui ra từ tải phân bố lên sàn, với L là chiều dài sàn tf = Bề dày sàn tw = Bề dày tường D2 = D’1 + D’2

Hình 1 16 Mô hình – kích thước của sàn và tường vây

Các chuyển vị trung bình gần đúng của phương pháp sàn tuyệt đối cứng và sàn đàn hồi tuyến tính được xác định theo công thức sau:

+∆ rigid là chuyển vị trung bình gần đúng của sàn theo phương pháp giả định sàn tuyệt đối cứng

+∆ flecxible là chuyển vị trung bình gần đúng của sàn theo phương pháp giả định sàn đàn hồi tuyến tính

+∆ w là chuyển vị ở đỉnh tường có một đầu thừa

+∆φ là chuyển vị ở tâm của sàn (dâm đơn giản)

Hệ số chuyển vị lệch:

∆ flexible Đối với sàn hình chữ nhật với lỗ mở có hình dạng đối xứng và có thể tính được chuyển vị của tường từ công thức sau:

+tf là bề dày sàn

+tw là bề dày tường vây

+α là hệ số vùng chịu cắt hữu hiệu của sàn có thể lấy sắp xỉ 6/5

+H là tổng chiều cao của tường vây

+L, L1, L2, D, D1, D2 lần lượt là kích thước của sàn và tường vây như hình 1.16.

Hình 1 17 Biểu đồ xác định độ cứng chịu nén EA xét trên 1m sàn

Trong đó: a)Tìm EA cho sàn không có lỗ mở b)Tìm EA cho sàn có lỗ mở theo thiết kế c)Tìm EA cho sàn có lỗ mở thay đổi

3.6 Chi ề u r ộ ng h ố đ ào c ũ ng là nhân t ố gây ra chuy ể n v ị l ớ n:

Clough and O’Rourke (1990) chú ý rằng bề rộng và chiều sâu hố đào càng lớn thì sự mất cân bằng lực càng lớn,dẫn đến tường vây chuyển vị càng lớn.đặc biệt đối với đất sét mềm thì chuyển vị càng gia tăng nhanh khi bề rộng,chiều sâu hố đào càng lớn.đào sâu trong đất sét mềm thì chuyển vị lớn hơn trong đất cát

3.7 Chi ề u sâu h ố đ ào c ũ ng là nhân t ố gây ra chuy ể n v ị l ớ n:

Ou et al (1993) qua nghiên cứu mối quan hệ giữa biến dạng của hố đào và độ sâu đào ở khu vực Taipei cho thấy biến dạng nguy hiểm của tường chắn càng tăng lên tỉ lệ thuận với chiều sâu đào đặc biệt đối với đất sét mềm thì chuyển vị càng gia tăng nhanh khi bề rộng,chiều sâu hố đào càng lớn.đào sâu trong đất sét mềm thì chuyển vị lớn hơn trong đất cát

Biến dạng ước lượng nằm trong khoảng δhm=(0.2-0.5%)He với Helà chiều sâu hố đào.

Hình 1 18 Mối quan hệ giữa chuyển vị của tường vây và chiều sâu hố đào

3.8 Chi ề u sâu c ủ a t ườ ng ch ắ n c ũ ng quy ế t đị nh m ứ c độ chuy ể n v ị :

Ou et al (1993) bằng phương pháp phần tử hữu hạn chỉ ra mối quan hệ giữa chiều sâu tường chắn đối với chuyển vị của tường

Hình 1 19 Mối quan hệ giữa chiều sâu tường vây với chuyển vị

3.9 H ạ m ự c n ướ c ng ầ m h ố đ ào th ườ ng xuyên là ngu ồ n g ố c c ủ a chuy ể n v ị

Peck (1969), Lambe (1970), O’Rourke (1981) chú ý rằng việc hạ mực nước ngầm có thể gây ra cố kết của đất và dẫn đến lún của đất nền bên cạnh hố đào Hạ mực nước ngầm có thể gây lún trên một diện tích lớn hơn diện tích tác động bởi hố đào Và hạ mực nước ngầm cũng có thể gây ra sự chảy trong đất cát hoặc á cát,gây bục hố đào

3.10 Lo ạ i t ườ ng là m ộ t y ế u t ố quan tr ọ ng trong vi ệ c th ự c hi ệ n h ố đ ào sâu

Tường vây (diaphragm wall) được thi công ở hiện trường và tiếp xúc trực tiếp với đất nên tương đối cứng và chủ yếu ngăn nước Goldberg et al (1976) nghiên cứu thông tin từ những trường hợp cụ thể và kết luận rằng việc sử dụng tường vây trong đất yếu sẽ giảm chuyển vị khoảng 4 lần so với tường cừ trong đất yếu Clough and O’Rourke (1990) cũng nhận xét rằng độ cứng của tường có thể giúp giảm chuyển vị trong đất mềm

NHỮNG NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH SỐ CỦA HỐ ĐÀO SÂU

Phương pháp phần tử hữu hạn bắt đầu xuất hiện từ những năm 1970 và được sử dụng cho tới ngày nay để giải quyết bài toán về địa kĩ thuật nói chung và hố đào sâu nói riêng

Mục đích của phần này là để xem xét những nghiên cứu phân tích số đã xuất bản trước đây của hố đào sâu Bảng 1.3 là tổng hợp của các tham khảo liên quan đến nghiên cứu:

Bảng 1 3 Những nghiên cứu phân tích số về hố đào sâu đã xuất bản

Tác giả Phạm vi nghiên cứu Kết quả khám phá

Phân tích mối tương quan giữa tham số độ cứng của đất với chỉ số SPT trong Plaxis cho công trình Kenny Hill Formation bằng mô hình Hardening soil

Kết luận mối quan hệ giữa độ cứng E trong thí nghiệm 3 trục và thí nghiệm nén cố kết bằng 1500NSPT và giá trị này được sử dụng cho khu vực có địa chất tương tự

Nghiên cứu quan hệ giữa E’-NSPT trong phân tích chuyển vị tường vây trong thi công hố đào tại

Sử dụng phương pháp phân tích ngược (plaxis 2D và FREW) chứng minh độ cứng của đất,NSPT và chuyển vị tương quan với chiều sâu đào.đề xuất sử dụng loại tường chắn hợp lý ở độ sâu trên và dưới 16m ở Hong Kong

S.S.Liew&S.J.Gan Sử dụng Phương pháp phân tích ngược để mô phỏng công trình Sandy Alluvial Deposites ở Kenny Hill

Mô hình hardening soil mô tả chính xác quá trình đào hầm.xác định modul Young

E 00NSPT hợp lý cho loại đất ở Kenny Hill Formation

James et al (2008) Phân tích quá trình xây dựng công trình Lok Ma Chah (Hong Kong)

Xác định modul Young E’00Nspt tại Hong Kong và E’@00Nspt cho đất trầm tích biển

Nghiên cứu phương pháp tính áp lực đất phù hợp cho tường vây hố đào sâu

Mô phỏng lớp đất bằng các mô hình Hardening Soil và Mohr Coulomb mô hình Hardening Soil lớn hơn 1,1 –2 lần; còn tính toán theo mô hình Mohr Coulomb gấp hơn 2 –6 lần so với kết quả quan trắc

Phân tích ảnh hưởng của hệ thanh chống đến chuyển vị của tường vây khi thi công hố đào sâu

Dùng Plaxis 3D Phân tích ảnh hưởng của hệ chống đến chuyển vị của tường vây khi thông công tầng hầm cao ốc “Lim Tower” tại TP.HCM

Qua những nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam đều nhấn mạnh tầm quan trọng của hệ chống đỡ,ảnh hưởng của mực nước ngầm khi thi công hố đào sâu.Ta nhận thấy việc phân tích đánh giá tính chuyển vị ngang của tường vây hố đào sâu bằng phương pháp phần tử hữu hạn Plaxis là phân tích chính xác, khả năng mô phỏng các yếu tố tác động đến kết quả phân tích mang tính ưu việt và đáng tin cậy Luận văn này, ta sẽ nghiên cứu làm rõ hơn mối quan hệ giữa độ cứng của hệ chống đỡ (kết cầu dầm-sàn ) thi công và ảnh hưởng của yếu tố nước ngầm đến chuyển vị của tường vây thi công hố đào sâu bằng phương pháp Semi- TopDown.từ đó tìm ra những thông số thích hợp để sử dụng phân tích những công trình tương tự.

SỞ LÝ THUYẾT

LÝ THUYẾT COULOMB

Coulomb đề nghị phương pháp xác định áp lực đất tác dụng lên lưng tường ở trạng thái cân bằng giới hạn dẻo với các giả thiết sau:

• Lăng thể trượt ABC ở trạng thái căn bằng dẻo còn nguyên khối

• Xem như mặt trượt BC là mặt trượt phẳng

• Lực dính phân bố đều trên mặt trượt BC

1.1 Áp lực đất chủ động a Xác định áp lực đất chủ động của đất rời:

Căn cứ vào sự phân tích cân bằng các lực tác dụng lên khối đất ABC ở trạng thái cân bằng dẻo, Column đã chứng minh công thức xác định áp lực đất chủ động tác dụng lên lưng tường như sau:

2 cos sin sin sin( ) a coss cos

Và hệ số áp lực đất chủ động:

2 cos ( ) sin sin sin( ) cos cos( ) 1 cos cos ( ) a a a a a a k cos ϕ β ϕ ϕ ϕ ϕ β β ϕ β ϕ β ϕ

Trong trường hợp đặc biệt, mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng, tường hoàn toàn trơn láng, nghĩa là α = 0, ϕa = 0, β = 0

Tổng áp lực đất tác dụng lên lưng tường:

  b Xác định áp lực đất chủ động trong đất dính Áp lực đất chủ động trong đất dính được viết:

2 cos cosβ.sincosβ.sin sin( ) c c a c c coss sinn H c cos

Tổng áp lực đất tác dụng lên lưng tường:

1.2 Áp lực đất bị động a Xác định áp lực đất bị động trong đất rời

Sự phân tích mô hình của khối đất, cũng như phương pháp phân tích hợp lực tác dụng lên khối đất hoàn toàn tương tự như trường hợp áp lực đất chủ động Tuy nhiên, do khối đất lúc này lại có xu hướng bị trồi lên, do đó chiều của các lực tương ứng khác với trường hợp khối đất bị trượt do áp lực đất chủ động

Như vậy, tổng áp lực đât bị động của đất rời được trong trường hợp đặc biệt, mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng, tường hoàn toàn trơn láng, nghĩa là α = 0, ϕa = 0, β = 0

  b Xác định áp lực đất bị động trong đất dính

Tổng áp lực đât bị động của đất dính được trong trường hợp đặc biệt, mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng, tường hoàn toàn trơn láng, tức là α = 0, ϕa = 0, β = 0

LÝ THUYẾT RANKINE

Dựa trên phân tích trạng thái ứng suất của một mẫu đất kết hợp điều kiện phá hoại Mohr, Rankine đã đề nghị các điều kiện cân bằng của một phân tố đất, và được gọi

B a ϕ ϕ là điều kiện cân bằng Mohr – Rankine từ quan hệ ứng suất z, x, y và τzx với các ứng suất chính nhỏ nhất và lớn nhất 1, 3:

2.1 Trạng thái áp lực đất chủ động

Với khái niệm rằng áp lực đất chủ động phát sinh khi khối đất bị trượt ra ngoài Điều đó có nghĩa rằng ứng suất theo phương ngang σx có chiều hướng ngày càng giảm trong khi đó ứng suất theo phương đứng σz là không đổi Như vậy, có thể thấy rằng trạng thái ứng suất của một phân tố đất trong vùng trượt sẽ được thể hiện bởi các vòng tròn Mohr có ứng suất chính nhỏ nhất σ3 giảm dần, ứng suất chính lớn nhất σ1 là hằng số Các vòng Mohr này ngày càng phát triển về phía trái

Trạng thái cân bằng phá hoại dẻo hay chính xác là trạng thái cân bằng chủ động xuất hiện khi vòng Mohr ứng suất chạm đường sức kháng cắt Rõ ràng có thể thấy rằng khi đó, quan hệ ứng suất chính được thể hiện qua biểu thức: a Đối với đất dính:

Và đặt hệ số áp lực ka có dạng:

2.2 Trạng thái áp lực đất bị động

Ngược lại với trạng thái áp lực đất chủ động, trạng thái áp lực đất bị động được phát sinh khi khối đất bị kết cấu tường chắn xô ép Khi đó, ứng suất theo phương ngang σx có chiều hướng gia tăng, trong khi ứng suất theo phươg đứng σz không đổi Đến thời điểm ứng suất theo phương ngang đóng vai trò là ứng suất chính lớn nhất σ1, còn ứng suất theo phương đứng là ứng suất chính nhỏ nhất σ3 Khi đó, các vòng

Mohr sẽ có xu hướng phát triển về phía bên phải

Trạng thái cân bằng phá hoại dẻo hay chính xác là trạng thái cân bằng bị động xuất hiện khi vòng Mohr ứng suất chạm đường sức kháng cắt Quan hệ ứng suất chính được thể hiện qua biểu thức: a Đối với đất dính

Và đặt hệ số áp lực bị động kp có dạng:

PHÂN TÍCH HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 8.6

TỬ HỮU HẠN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 8.6:

Mô hình Mohr-Coulomb (MC) là mô hình đất cơ bản và phổ biến nhất với ứng xử đàn hổi - dẻo lý tưởng của đất nền, áp dụng tiêu chuẩn phá hoại của Mohr-Coulomb

Nguyên lý chủ yếu của mô hình Mohr - Coulomb là biến dạng của đất nền sẽ bao gồm 2 thành phần: biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo.

Biến dạng dẻo là biến dạng không hồi phục Để đánh giá biến dạng dẻo có xảy ra trong tính toán hay không, một hàm dẻo f được định nghĩa

Hàm dẻo f là hàm của ứng suất và biến dạng, được thể hiện như một mặt trong không gian ứng suất chính Một mô hình đàn hồi – dẻo lý tưởng là một mô hình cấu thành với một mặt dẻo cố định, mặt dẻo này hoàn toàn được xác định thông qua các thông số đất nềnvà không chịu ảnh hưởng bởi biến dạng dẻo Đối với các trạng thái ứng suất đặc trưng bởi các điểm bên trong mặt dẻo, ứng xử hoàn toàn đàn hồi và tất cả biến dạng là hồi phục (hình 2.1)

Hình 2 1 Ý tưởng cơ bản của mô hình đàn hồi - dẻo lý tưởng MC

Mô hình MC không xét đến tính tăng bền hay suy bền của vật liệu trong quá trình biến dạng mà chỉ đưa ra một ứng suất cắt giới hạn để tách biệt ứng xử đàn hồi và ứng xử dẻo

Ngoài ra, để tính toán sự suy giảm thể tích do biến dạng dẻo của loại đất cát chặt hoặc sét cứng, khi chịu ứng suất cắt thì hàm thế năng dẻo của đất cũng được thêm vào:

Hình 2 2 Mặt ngưỡng dẻo MC trong không gian ứng suất chính (c=0)

Mô hình MC gồm có 5 thông số tính toán như sau:

E: Mô đun đàn hồi Young (kN/m 2 ) ν : Hệ số poison

• Thông số phá hoại (chảy dẻo): c' : Lực dính hữu hiệu (kN/m 2 ) φ' : Góc ma sát trong hữu hiệu (độ) ψ: Góc giãn nở (độ)

Thực ra ứng xử độ cứng bên trong mặt phá hoại dẻo được giả thiết là đàn hồi tuyến tính theo định luật Hooke thông qua môđun Young và hệ số Poisson Cho nên mô hình này bị hạn chế trong việc mô phỏng chính xác ứng xử biến dạng trước khi phá hoại Khi sử dụng mô hình Mohr- Coulomb cho các công trình đào cũng như tường chắn sẽ dẫn đến sự phình trồi đáy hố móng, điều này gây cho tường chắn bị đẩy trồi lên không thực tế Tuy nhiên mô hình này có thể được sử dụng để tính toán sơ bộ trong giai đoạn nghiên cứu ban đầu.

Mô hình Hardening Soil (HS) là mô hình đất nâng cao dùng để mô phỏng ứng xử của nhiều loại đất khác nhau, dành cho cả đất mềm và đất cứng (Schanz, 1998).Khác với mô hình đàn dẻo lý tưởng MC, mặt ngưỡng dẻo của mô hình HS không cố định trong không gian ứng suất chính mà có thể mở rộng ra tùy thuộc vào mức độ biến dạng dẻo của đất Mô hình HS tích hợp cả

2 loại ứng xử tăng bền của đất nền, đó là tăng bền chống cắt và tăng bền chống nén.

Tăng bền chống cắt dùng để mô phỏng các biến dạng không hồi phục của đất nền khi chịu ứng suất lệch (ứng suất cắt) ban đầu Tăng bền chống nén dùng để mô phỏng các biến dạng không hồi phục của đất nền khi chịu tải nén 1 trục ban đầu (nén cố kết hay nén đẳng hướng)

Trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước, mối quan hệ giữa biến dạng dọc trục và ứng suất lệch có dạng hyperbolic (Kondner, 1963) và về sau đã được ứng dụng trong mô hình hyperbolic nổi tiếng của Duncan và Chang (1970) Tuy nhiên, mô hình HS đã vượt xa mô hình hyperbolic vì mô hình này xây dựng trên cơ sở lý thuyết dẻo thay vì lý thuyết đàn hồi và thêm nữa mô hình HS có xét đến góc giãn nở của đất và đưa ra mặt dẻo hình chỏm.

Trong mô hình HS, độ cứng của đất nền được mô tả chính xác hơn mô hình MC vì sử dụng 3 loại độ cứng khác nhau cho đất nền, bao gồm:

• Độ cứng khi chất tải trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước: E 50 ref

• Độ cứng khi gia tải hoặc dở tải: Eur ref

• Độ cứng trong thí nghiệm nén cố kết: E oed ref Ý tưởng cơ bản của việc thành lập mô hình HS là mối quan hệ dạng hyperbolic giữa biến dạng dọc trục ε1 và ứng suất lệch q trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước Các đường cong dẻo trong thí nghiệm 3 trục thoát nước được biểu diễn như sau:

Trong đó qa là giá trị tiệm cận của sức chống cắt Mối quan hệ này được thể hiện trên hình 2.17 Giá trị E50 là mô đun độ cứng phụ thuộc vào ứng suất nén trong lần chất tải đầu tiên và được xác định bởi phương trình sau:

Trong đó E50 ref là mô đun biến dạng tham chiếu trong thí nghiệm nén 3 trục ứng với áp lực nén tham chiếu là p ref , số mũ m thể hiện sự thay đổi phi tuyến của mô đun biến dạng E50 theo E50 ref (với 0.5 ≤m ≤ 1 tùy theo loại đất nền) Ứng suất lệch tới hạn qf và giá trị qa được xác định như sau:

Khi q = qf , trạng thái phá hoại sẽ xảy ra và đạt tới ngưỡng dẻo

Hình 2 3 Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng theo hàm Hyperbolic trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước Đối với lộ trình ứng suất lúc dở tải và gia tải, một mô đun độ cứng khác phụ thuộc vào ứng suất được sử dụng:

Trong đó Eur ref là mô đun Young tham chiếu trong trường hợp dở tải và gia tải của thí nghiệm nén 3 trục ứng với áp lực nén tham chiếu là p ref

Với thông số tăng bền γ p là hằng số, điều kiện chảy dẻo f = 0 sẽ thông qua các đường cong dẻo trong mặt phẳng (p'-q) Và các đường cong dẻo này phụ thuộc vào E50 và Eur , do đó hình dạng đường cong dẻo sẽ phụ thuộc vào số mũ m

+Khi m =1 (đất yếu), các đường cong dẻo trở thành đường thẳng.

+Khi m < 1 thì đường chảy dẻo hơi cong

Hình 2.18 trình bày hình dạng đường cong dẻo ứng với các giá trị khác nhau của thông số tăng bền γ p khi m = 0.5 (đất cứng)

Hình 2 4 Các đường cong dẻo ứng với các giá trị γ trung bình khác nhau

KHÁI NIỆM VỀ SÀN PHẲNG CHỊU LỰC HỐ ĐÀO THI CÔNG TOP-DOWN

Sàn phẳng không dầm (sàn tầng hầm) tạo trần phẳng đẹp cho kiến trúc và thuận lợi cho việc bố trí các hệ thống cơ điện trên trần Việc thi công cũng đơn giản hơn về mặt ván khuôn so với sàn dầm Tuy nhiên, sàn phẳng không dầm (sàn tầng hầm) làm giảm độ cứng của kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang dẫn tới nội lực phân bố nhiều hơn về hệ vách lõi và tăng % năng lượng của các dạng dao động xoắn với công trình có số tầng lớn, khi sử dụng sàn phẳng không dầm (sàn tầng hầm) thường tăng khả năng chịu tải ngang bằng cách bố trí các dầm biên dọc chu vi sàn Trong phương pháp thi công Top-Down, sàn phẳng không dầm (sàn tầng hầm) được sử dụng như là hệ chống chịu kéo (nén) đúng tâm cho tường vây trong suốt quá trình thi công đào đất tầng hầm

Sau khi thi công xong tường vây, sàn tầng trệt bắt đầu được thi công nhằm tạo kết cấu chống đỡ cho tường vây Các lỗ mở được thiết kế trong mặt bằng sàn để đưa vật liệu, máy móc và các thiết bị khác phục vụ cho việc đào đất thi công các bước tiếp theo bên dưới Công đoạn này sẽ được lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi hố đào đạt độ sâu thiết kế.

XÁC ĐỊNH ĐỖ CỨNG THEO PHƯƠNG NGANG CỦA SÀN BẰNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KẾT CẤU ETABS

5.1 Cơ sở lý thuyết của phần mềm Etabs:

+Phân tích vật liệu đàn hồi tuyến tính

+Mô phỏng được mô hình dưới dạng 3D, khai báo được kích thước và vị trí lỗ mở trong sàn giống như bản vẽ thiết kế biện pháp thi công

5.2 Quan hệ ứng suất và biến dạng, cách xác định modun độ cứng thực của sàn có lổ mở thi công:

Trong biện pháp thi công Top-Down, sàn là kết cấu chính để chống đỡ hố đào Để xác định độ cứng theo phương ngang của sàn, gán giá trị áp lực đất bất kì P1 sẽ được chuyển vị ngang ∆l1 tìm được hệ số biến dạng ε1 , P 2 sẽ được chuyển vị ngang ∆l2, tìm được hệ số biến dạng ε2 làm tương tự với nhiều cấp tải sẽ vẽ được đường quan hệ ứng suất – biến dạng Độ dốc của đường thẳng chính là giá trị modun độ cứng EA thực của sàn như hình 2.12 bêndưới.

Hình 2 12 Biểu đồ xác định độ cứng chịu nén EA xét trên 1m sàn

Trong đó: a)Tìm EA cho sàn không có lỗ mở b)Tìm EA cho sàn có lỗ mở theo thiết kế c)Tìm EA cho sàn có lỗ mở thay đổi

Hình 2 13 Thi công tầng hầm sử dụng sàn các tầng làm hệ chống đỡ

Hình 2 14 Mặt bằng hệ chống đỡ

Bằng cách sử dụng phần mềm Etabs mặt bằng công trình được mô hình bằng khung không gian trong đó sàn được khai báo là phần tử slab, dầm được khai báo là phần tử beam, các kingpost được xem là gối di động Tường vây được xem là phần tử dầm và chỉ chịu uốn theo phương ngang và được xem như tuyệt đối cứng theo phương đứng

Sau đó sử dụng nhiều cấp áp lực khác nhau tác dụng vào sàn, ta sẽ được có chuyển vị của sàn tại vị trí gắn mốc quan trắc ứng với từng giá trị áp lực đất khác nhau, từ đó ta vẽ được đồ thị quan hệ giữa cấp áp lực và mức độ biến dạng của sàn P-ε, độ dốc của đường thằng trong biểu đồ là độ cứng dọc trục EA của bản thân hệ sàn-dầm.

NƯỚC CÓ ÁP

Nước ngầm có 2 loại là nước ngầm không áp và nước ngầm có áp:

+Nước ngầm không có áp nằm ở giữa mặt đất và tầng không thấm nước thứ nhất là loại nước trọng lực không có áp có thể thấm ra xung quanh.Xét về mặt thực tiễn công trình thì nguồn gốc của nước ngầm không áp phần lớn là từ nước mưa và nước từ các đường ống cấp thoát nước ngầm bị vỡ chảy ra,chủ yếu nước này nằm trong lớp đất tạp nằm dưới mặt đất

+Nước ngầm có áp tồn tại trong tầng chứa nước kẹp giữa 2 tầng không thấm nước (lớp cát kẹp giữa 2 lớp sét).Nước chứa đầy trong tầng đó là nước áp lực

Do vậy khi khoan đến tầng chứa nước thì mực nước dưới đất dâng lên trong giếng khoan.Nước ngầm có áp thường nằm sâu hơn mực nước tĩnh

Trong luận văn sẽ xét đến ảnh hưởng của nước có áp và việc hạ mực nước ngầm đến chuyển vị của tương vây

Trong chương này, Ta hệ thống lại một số lý thuyết chính về các mô hình đất,phương pháp phân tích chuyển vị tường vây bằng phần tử hữu hạn

(ứng dụng Plaxis 2D),cách tính toán hệ chống đỡ tường vây khi thi công tầng hầm bằng phương pháp Semi-TopDown,phương pháp tính toán chuyển vị của lỗ mở theo PGS.TS Nguyễn Bá Kế,và giới thiệu về tính chất của nước có áp Đó là cơ sở để lựa chọn lý thuyết tính toán thích hợp nhằm xác định các thông số thích hợp phục vụ cho nhiệm vụ dự báo tính toán tường vây khi thi công một cách chính xác hơn mà kết quả cụ thể được trình bày ở chương 3 ứng với công trình thực tế KS MAJESTIC

CỨU TRƯỜNG HỢP THỰC TẾ

HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về công trình nghiên cứu

Công trình là 2 khối tháp cao 24 tầng và 27 tầng,4 tầng hầm, tại vị giao giữa đường nguyễn huệ và đường Đồng khởi,bên bờ sông Sài Gòn Quận 1, Tp

Hồ Chí Minh Vị trí công trình nằm trong khu vực địa chất có tầng cát dày và mực nước ngầm cao, tổng quát về công trình:

+ Kích thước trung bình hố đào: 37m x 83m + Chiều sâu đào lớn nhất: 18.65m (với 4 tầng hầm) + Biện pháp thi công: top-down

+ Biện pháp chống đỡ: tường vây dày 1m, chiều dài 40m

Chân tường vây (ở cao độ -40.0m so với mặt đất tự nhiên) nằm hoàn toàn trong lớp sét, trạng thái cứng Mặt bằng hố móng công trình và hiện trạng

Hình 3 1 Mặt bằng hố móng công trình

Hình 3 2 Cao độ 4 tầng chống hố đào

Công trình được khảo sát với 2 hố khoan đến độ sâu -80.0m Địa chất công trình được chia thành 6 lớp chủ yếu và có độ sâu mỗi lớp như sau (cao độ ±0.00m được xem như tại mặt đất tự nhiên), đa phần là cát pha và sét trạng thái dẻo cứng phía dưới chân tường vây là lớp sét cứng dày

Bảng 3 1 Mô tả địa chất công trình

Tên lớp Mô tả Độ sâu (m)

Lớp K Đất san lấp lẫn sỏi sạn, xà bần 0 ÷ -1.7

Lớp 1 Bụi hữu cơ, xám đen, trạng thái chảy -1.7 ÷ -7.0

Lớp 2 Sét pha bụi, xám xanh-xám trắng, trạng thái dẻo mềm -7.0 ÷ -10.0

Lớp 3 Cát pha,xám vàng-xám hồng, kết cấu chặt vừa -10.0 ÷ -35.0

Lớp 4 Sét, nâu đỏ-nâu vàng-xám trắng, trạng thái cứng -35.0 ÷ -53.5

Lớp 4a Sét pha, nâu vàng, trạng thái nữa cứng -35.0 ÷ -49.0

Lớp 5 Sét pha,màu xám vàng-xám trắng,trạng thái dẻo cứng -53.5 ÷ -57.0

Lớp 6 Cát pha,màu xám xanh-nâu vàng,trạng thái chặt -57.0 ÷ -80.0

Mực nước ngầm ở độ sâu -5m

N SPT 1 1 6 21 44 29 30 45 Độ ẩm tự nhiên W (%) 65.15 65.15 19.78 17.66 20.12 16.51 16.54 18.4

Dung trọng tự nhiên γw (kN/m3) 15.5 15.5 19.7 20.2 20.2 20.4 20.3 20

Hệ số rỗng ban đầu eo 1.775 1.775 0.629 0.561 0.628 0.543 0.545 0.578

Chỉ số dẻo IP (%) 26.8 26.8 10.1 - 21.7 13.4 10 - Độ sệt IL 1.15 1.15 0.57 - -0.08 0.09 0.39 -

Thí nghiệm cắt trực tiếp Lực dính c (kN/m 2 ) 6.4 6.4 16.2 5.5 44.5 36.8 17 5.4

Bảng 3 2 Các thông sốđịa chất công trình

Hình 3 3 mặt cắt địa chất công trình

Hình 3 4 mặt bằng hố khoan

1.3 Trình tự thi công hố đào

Cao độ các tầng hầm của công trình giật cấp do yêu cầu kiến trúc,kết cấu sàn hầm Quá trình thi công tầng hầm được thực hiện theo trình tự sau:(2 khu vực) khu vực 1: (HK5)

-Phase 1: Thi công tường vây và dầm mũ

-Phase 2: Đào xuống cao độ -1m bên dưới mặt đất ,thi công sàn tầng trệt

-Phase 3: Đào xuống cao độ -6.66m bên dưới mặt đất ,thi công sàn hầm B1 tại cao độ -6.26m

-Phase 6: Đào xuống cao độ -18.65m bên dưới mặt đất ,thi công sàn hầm B4 và đài móng

Hình 3 5 Giai đoạn 1 thi công sàn trệt

Hình 3 6 Giai đoạn 2 đào đất đến cao độ -6.66m

Hình 3 7 Giai đoạn 3 thi công hầm B1 cao độ -6.26m

-Phase 3: Đào xuống ca độ -4.85m

-Phase 4: Đào xuống ca độ -7.85m

-Phase 6: Đào xuống ca móng

Hình h 3 12 Giai đoạn 8 đào đất đến cao độ -18. ờng vây và dầm mũ cao độ -2m bên dưới mặt đất ,thi công sàn tầ ống cao độ -6.66m bên dưới mặt đất ,thi công s ống cao độ -9.65m bên dưới mặt đất ,thi công ng cao độ -12.65m bên dưới mặt đất ,thi công ống cao độ -16.35m bên dưới mặt đất ,thi công h 3 13 Giai đoạn 2 đào đất đến cao độ -2.0

8.65m sàn tầng trệt công sàn hầm B1 tại cao công sàn hầm B2 tại cao công sàn hầm B3 tại cao i công sàn hầm B4 và đài

Hình 3 h 3 14 Giai đoạn 3 đào đất đến cao độ -6.6 h 3 15 Giai đoạn 4 đào đất đến cao độ -9.6 h 3 16 Giai đoạn 5 đào đất đến cao độ -12.

Nhận xét về tình hình

Hố đào công trình nằm đến khoảng -35m so v

40m, chân tường trong lớp đất số 3 quyết định ình 3 17 Giai đoạn 6 đào đất đến cao độ - nh 3 18 Khu vực lỗ mở để thi công phần ng nh địa chất và điều kiện thi công công trì ằm trong khu vực địa chất có tầng cát tươn với mặt đất tự nhiên) Tường vây hố đào c ng lớp đất thứ 4 (sét pha).chuyển vị của tư định

-16.35m ngầm ình: ương đối dày 25m (sâu o chỉ được thiết kế dài ường vây đa phần do

1.4 Sự cố gặp phải trong quá trình thi công: Ở giai đoạn đào hầm ở khu vực 2,quá trình thi công sàn hầm B3 gần khu vực mốc IL-02 bị chậm tiến độ so với quá trình đào đất,theo trình tự trong biện pháp thi công thi phải thi công hầm B3 xong mới đào đất xuống cao độ -18.65m nhưng bởi vì chuyển vị của tường vây vẫn chưa đạt mức cảnh báo nên đơn vị thi công sau khi tính toán quyết định đào xuống -18,65m không cần chờ thi công hầm B3 để đẩy nhanh tiến độ nên chuyển vị mốc IL-02 của công trình là lớn nhất tuy nhiên vẫn chưa vượt mức cho phép.

PHÂN TÍCH HỐ ĐÀO CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NGƯỢC (BACK-ANALYSIS)

2.1 Chuyển vị ngang thực tế của tường vây

Công trình được bố trí với 12 mốc quan trắc (inclinometer), Vị trí các mốc quan trắc được gắn trong tường vây như sau:

Hình 3 19 Các mốc quan trắc chuyển vị tường vây của công trình

Chuyển vị lớn nhất nằm ở mốc IL-02

Kết quả quan trắc chuyển vị ngang thực tế của tường vây tại mốc IL-02, với giai đoạn đào cuối cùng ở độ sâu đào hmax 65m như sau:

Hình 3 20 Chuyển vị ngang của tường vây tại mốc IL-02 (h max = 18.65m)

0 Biểu đồ dịch chuyển ngang IL-02 10 20 30 40

Kết quả quan trắc chuyển vị ngang thực tế của tường vây tại mốc IL-01, với giai đoạn đào cuối cùng ở độ sâu đào hmax 35m như sau:

Hình 3 21 Chuyển vị ngang của tường vây tại mốc IL-01 (h max = 16.35

Biểu đồ dịch chuyển ngang IL-01

Bảng 3 3 Bảng tổng hợp kết quả quan trắc công trình

2.2 Phân tích hố đào bằng chương trình Plaxis

Với kết quả quan trắc từ thực tế của hố đào, ta có thể tiến hành phân tích ngược (back - analysis) nhằm tìm ra thông số đầu vào hợp lý cho công trình Phương pháp dùng để tính toán - phân tích trình thi công hố đào là phương pháp phần tử hữu hạn với phần mềm ứng dụng là Plaxis 8.5 Mô hình đất dùng để phân tích là mô hình Hardening - Soil

Xem xét và phân tích sự ảnh hưởng của độ cứng thanh chống và mực nước ngầm đối với chuyển vị của tường vây

Hình 3 22 khu vực 1(HK5)(IL-01)

Hình 3 23 khu vực (HK4)(IL-02)

Tường vây (diaphragm wall), chiều sâu tính từ mặt đất tự nhiên là 25.00m, tường dày 1m Bê tông dùng để thi công là bê tông mác B40 có môđun đàn hồi là Eb 3.6x107kN/m2

Các thông số đầu vào của tường vây hố đào như sau:

Bảng 3 4 Thông số đầu vào của tường vây hố đào (diaphragm wall)

Tên cấu kiện Đặc trưng chịu lực Ký hiệu Giá trị Đơn vị

Tính chất vật liệu Độ cứng chống nén Độ cứng chống uốn

Hệ số Poisson Trọng lượng

Thông số hệ thanh chống:

Tường vây hố đào sẽ được lắp đặt 4 tầng chống bằng các sàn cứng như sau:

Mô đun đàn hồi của bê tông B40 = 3.6x107 kN/m2

Các thông số thanh chống (Anchor) nhập vào chương trình như sau:

2.2.2 Thông số đầu vào của hệ thanh chống tường vây tính toán từ etabs

Mô hình tầng hầm bằng phần mềm phân tích kết cấu Etabs:

Chia ra các trường hợp riêng để phân tích ảnh hưởng độ cứng của dầm-sàn đến chuyển vị của tường vây khi thi công tầng hầm bằng phương pháp Top-Down như sau:

-Trường hợp 1 : sàn có lỗ mở như thiết kế và thực tế thi công

-Trường hợp 2 : sàn không có lỗ mở theo phương pháp sử dụng mô hình etabs -Trường hợp 3 : sàn không có lỗ mở theo phương pháp đơn giản Đối với trường hợp 1 và trường hợp 2 Sử dụng mô hình Etabs dùng biện pháp giải lặp nhiều lần với nhiều giá trị áp lực đất khác nhau tương ứng là

200kN/m,400kN/m,800kN/m trường hợp 3 là sàn không có lổ mở ta lấy theo phương pháp đơn giản với độ cứng của sàn không tính bằng mô hình etabs

Mô hình Etabs cho các trường hợp tính toán:

-Trường hợp 1: sàn có lỗ mở như thiết kế và thực tế thi công

Hình 3 24 Mặt bằng sàn có lỗ mở như thiết kế được mô hình bằng phần mềm Etabs

-Trường hợp 2: sàn có lỗ mở lớn hơn so với thiết kế.

Hình 3 25 Mặt bằng sàn không có lỗ mở như thiết kế được mô hình bằng Etabs

-Trường hợp 3: sàn không có lỗ mở độ cứng sàn được tính theo phương pháp đơn giản (không mô hình trong etabs a Sơ đồ tính hệ chống:

Sơ đồ tính :khung không gian trong đó sàn được khai báo là phần tử slab, dầm được khai báo là phần tử beam, các kingpost được xem là gối di động Tường vây được xem là phần tử dầm và có kích thước (1000x1000) và tường chỉ chịu uốn theo phương ngang và được xem như tuyệt đối cứng theo phương đứng Do đó trong mô hình tường được đặt trên nhiều gối di động và tại các góc tường là gối cố định để triệt tiêu giá trị mô men và chuyển vị theo phương đứng

Hình 3 26 Sơ đồ tính trong mô hình Etabs

Hình 3 27 vị trí gối cố định và gối di động trong mô hình b Tải trọng tác động lên hệ dầm sàn trong Etabs:

Trong mô hình Etabs chỉ xét tải trọng do áp lực đất tác dụng lên tường chắn,không xét đến các loại tải trọng thi công,hoạt tải trên sàn

Bằng cách sử dụng nhiều cấp áp lực khác nhau tác dụng vào sàn lần lượt là 200,400,800 kN/m,ta sẽ được có chuyển vị của sàn tại vị trí gắn mốc quan trắc ứng với từng giá trị áp lực đất khác nhau,từ đó ta vẽ được đồ thị quan hệ giữa cấp áp lực và mức độ biến dạng của sàn P-ε, vật liệu bê tông cốt thép dầm-sàn làm việc trong giai đoạn đàn hồi tuyến tính nên chỉ có một giá trị độ cứng là hằng số,đó là độ dốc của đường thằng trong biểu đồ là độ cứng dọc trục EA của bản thân hệ sàn-dầm

Từ độ cứng dầm sàn EA có được nhập vào độ cứng của thanh chống trong mô hình Plaxis,từ đó kiểm tra đánh giá chuyển vị tường vây với chuyển vị đo được ở thực tế quan trắc

Hình 3 28 mô hình áp lực đất tác dụng vào tường chắn.

Hình 3 29 mô hình áp lực đất tác dụng vào tường chắn c Thông số vật liệu hệ dầm-sàn nhập vào Etabs:

Bảng 3 5 Thông số vật liệu được lấy theo hồ sơ thiết kế là B40 để nhập vào Etabs

Dầm và sàn B40 40000 3,6×107 d Kết quả tính toán:

Các mô hình Etabs ở trường hợp 1,2 ứng với nhiều giá trị biến dạng của sàn tương ứng.Từ các giá trị biến dạng của sàn ở các trường hợp 1,2 ta vẽ ra các biểu đồ quan hệ giữa áp lực đất và biến dạng của sàn,độ dốc đường thẳng của các biểu đồ áp lực đất – biến dạng (P-ε) chính là độ cứng dọc trục của sàn cần tìm cho các trường hợp 1,2

Các giá trị tính toán bao gồm: áp lực đất, biến dạng và tỉ lệ biến dạng theo phương ngang của sàn với từng trường hợp độ cứng dọc trục khác nhau của sàn được trình bày trong các bảng bên dưới:

Tr ườ ng h ợ p 1 : sàn có lỗ mở như thiết kê

Hình 3 30 chuyển vị của sàn trệt trong Etabs với P 0kN/m tương tự

3 6 Quan hệ ứng suất biến dạng P- ε của sà

1007 0.033796 0.082578 0.067426 13723E-06 4.28583E-06 c định độ cứng chịu nén dọc trục (EA) của s theo thiết kế

Quan hệ ứng suất biến dạng P- ε của sàn

EA SÀN TRỆT sàn trệt

∆l 1 (mm) ∆l 2 (mm) 0.165155 0.134851 8.5716E-06 a sàn tầng trệt có lỗ mở àn hầm B1

EA TRETLinear (EA TRET)

P(kN/m) c định độ cứng chịu nén dọc trục (EA) của mở theo thiết kế

EA SÀN HẦM B1 a sàn tầng hầm B1 có lỗ n hầm B2

P(kN/m) c định độ cứng chịu nén dọc trục (EA) của s mở theo thiết kế

EA SÀN HẦM B2 a sàn tầng hầm B2 có lỗ n hầm B3

Sàn có Sàn tr Sàn hầm Sàn hầm Sàn hầm

P(kN/m) c định độ cứng chịu nén dọc trục (EA) của s mở theo thiết kế t quả tính toán độ cứng dọc trục EA từ phầ ờng hợp Độ cứng chịu nén

EA àn có lỗ mở như thiết kế (kN/m) trệt 9x10 7 àn hầm B1 1x10 8 àn hầm B2 2x10 8 àn hầm B3 1x10 8 y = 1E+08x + 0.003

EA SÀN HẦM B3 a sàn tầng hầm B3 có lỗ ần mềm Etabs én

-Tr ườ ng h ợ p 2 : sàn có

P(kN/m) có lỗ mở lớn hơn thiết kế

3 11 Quan hệ ứng suất biến dạng P- ε của s

3E-06 6.03E-06 xác định độ cứng chịu nén dọc trục (EA) củ mở lớn hơn so với thiết kế

12 Quan hệứng suất biến dạng P- ε của sàn

EA SÀN TRỆT sàn trệt

∆l1(mm) ∆l2(mm) 0.305776 0.116459 1.21E-06 ủa sàn tầng trệt có lỗ àn hầm B1

P(kN/m) xác định độ cứng chịu nén dọc trục (EA) củ có lỗ mở lớn hơn so với thiết kế

13 Quan hệ ứng suất biến dạng P- ε của sàn

EA SÀN HẦM B1 ủa sàn tầng hầm B1 àn hầm B2

P(kN/m) xác định độ cứng chịu nén dọc trục (EA) củ có lỗ mở lớn hơn so với thiết kế

14 Quan hệ ứng suất biến dạng P- ε của sàn

EA SÀN HẦM B2 ủa sàn tầng hầm B2 àn hầm B3

Sàn có kế Sàn Sàn hầ Sàn hầ Sàn hầ

P(kN/m) xác định độ cứng chịu nén dọc trục (EA) củ có lỗ mở lớn hơn so với thiết kế t quả tính toán độ cứng dọc trục EA từ phầ ờng hợp Độ cứng chịu nén

EA Sàn có lỗ mở như thiết (kN/m) n trệt 7x10 7

Sàn hầm B1 7x10 7 Sàn hầm B2 8x10 7 Sàn hầm B3 7x10 7 y = 7E+07x - 0.509

EA SÀN HẦM B3 ủa sàn tầng hầm B3 ần mềm Etabs n

-Tr ườ ng h ợ p 3 : Độ cứng sàn tính đơn giản,chỉ xét chiều dày sàn.

Bảng 3 16 Kết quả tính toán độ cứng dọc trục EA

Cấu kiện Thông số Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Tính chất vật liệu Material type Elastic - Độ cứng dọc trục EA 9E+6 kN

Tính chất vật liệu Material type Elastic - Độ cứng dọc trục EA 1.44E+7 kN

Tính chất vật liệu Material type Elastic - Độ cứng dọc trục EA 1.08E+7 kN

2.2.3 Phụ tải mặt đất nhập vào mô hình Plaxis:

-Xung quanh công trình là đường đại lộ 40m q = 10 kN/m2,công trình Khách Sạn MAJESTIC hiện hữu q = 20 kN/m2 và bề rộng dải tải trọng tính toán là 10m, nằm trên mặt đất tự nhiên và đặt cách mép ngoài tường vây là 10m

-Mực nước ngầm trong và ngoài hố đào:

Dựa vào thời gian khảo sát mực nước ngầm(MNN) Mực nước ngầm xuất hiện ổn định ở độ sâu -5m (giếng GW2)

-Tổng hợp các thông số đầu vào của đất nền như sau:

Tên lớp đất k 1 2 2a(HK2) 2b(HK2) 3 4 4a(HK1) 5 6 Độ sâu phân bố (m) 0-1,5 1,5-

SPT (N) 0-4 0.5-0.9 7 9 8-25 30-50 28-30 28-41 25-50 Độ ẩm tự nhiên W (%) 65.15 19.78 18.5 28.09 17.66 20.12 16.51 16.54 18.4 Dung trọng tự nhiên γw (KN/m3) 19.4 19.7 20.4 19.5 20.2 20.2 20.4 20.3 20

Dung trọng đẩy nổi γsub (KN/m3) 10.1 10.4 10.8 9.6 10.7 10.7 11 10.9 10.6

Giới hạn Giới hạn chảy LL (%) 30.93 24.1 - 37.1 - 43.5 28.8 22.7 -

Atterberg Giới hạn dẻo PL (%) 17.69 14.1 - 22.4 - 21.8 15.4 12.7 -

Chỉ số dẻo PI (%) 13.24 10.1 - 14.7 - 21.7 13.4 10 - Độ sệt IL 1.15 0.57 - 0.39 - -0.08 0.09 0.39 -

Thí nghiệm cắt Trực tiếp

TN nén 3 trục Cuu(kN/m2) 12.72 21.08 7.66 41.74 sơ đồ UU φuu 1.67 4.75 25.52 5.83

TN nén 3 trục Ccu (KN/m2) 11.07 22.25 sơ đồ CU φcu 12.53 16.55

TN nén đơn qu (KN/m2) 61.00 249 95

Bảng 3 17 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của đất

HK5 Lớp k san lấp Lớp 1

Sét pha Lớp 6 cát pha cơ sở xác định thông số trong mô hình

Mô hình HS HS HS HS HS HS HS HS HS

Loại drain undrain undrain undrain undrain undrain undrain undrain undrain γunsat 19.8 15.5 19.7 20.2 20.2 20.2 20.2 20 20 kết quả từ hồ sơ địa chất γsat 20 15.7 19.8 20.3 20.3 20.3 20.43 20.1 20.1 kết quả từ hồ sơ địa chất

Kx 5E-6 5E-06 4.1E-4 0.5 0.5 5E-06 5E-06 6.85E-5 0.082 kết hợp hồ sơ địa chất và

Ky 5E-6 5E-06 2.05E-4 0.5 0.5 5E-06 5E-06 6.85E-5 0.082 kết hợp hồ sơ địa chất và

E50 ref 2.5E+5 4572 9486 11202 42036 75132 75132 85500 100000 trình bày chi tiết ở dưới

Eur ref 7.5E+5 13720 28458 33606 126108 225396 225396 256500 300000 m 0.5 1 1 0.5 0.5 1 1 1 0.5 theo Plaxis νur 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 theo Plaxis

C’ 22 15.81 31.51 7.66 7.66 44.5 36.8 17 5.4 theo thí nghiệm 3 trục và cắt trực tiếp φ' 29.5 16.2 19.82 25.5 25.5 20 15 14.4 24.4 ψ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 theo Plaxis và "các thí nghiệm hiện trường" PGS.TS Võ Phán

Bảng 3 18 Thông số đầu vào của các lớp đất nền trong chương trình Plaxis trong mô hình 1

_lớp 1:từ thí nghiệm CU

Lớp đất số 1: bùn sét

Tổng hợp từ báo cáo KS địa chất từ thí nghiệm nén 3 trục thoát nước (CU):

Modul biến dạng từ thí nghiệm nén 3 trục:

Kết quả thí nghiệm nén 3 trục thoát nước (CU), tại áp lực buồng p ref = 50 kPa ε q=σ' 1 -σ' 3

19.93 35.05 Đỉnh đồ thị: qf = 49.23kPa → 0.5q f = 24.615 kPa

Hoành độ ứng với điểm 0.5qf: 0.48%

E 50 ref =(200-500) Su (phần tử hữu hạn PGS.TS.Nguyễn Minh Tâm)

3E 50 ref > oed ref = E ur ref

_lớp 3-1: (HK5 từ 11-20m) cát pha

3E50 ref > oed ref = Eur ref

(Nspt trung bình từ 11-20m là 15)

_lớp 3-2: (HK5 từ 20-35m) cát pha

(Nspt trung bình từ 20-35m là 22.6)

E 50 ref 00 Su00x41.74u132 kPa (thí nghiệm UU)

E 50 ref 00 Su00 qu/200x95/2500 kPa (thí nghiệm nén đơn) 3E 50 ref > oed ref = E ur ref

(Nspt trung bình là 50) 3E 50 ref > oed ref = E ur ref

Lớp 6 cát pha cơ sở xác định thông số trong mô hình

Mô hình HS HS HS HS HS HS HS HS HS

Loại drain undrain undrain undrain undrain undrain undrain undrain undrain γunsat 19.8 15.5 19.7 20.2 20.2 20.2 20.2 20 20 kết quả từ hồ sơ địa chất γsat 20 15.7 19.8 20.3 20.3 20.3 20.43 20.1 20.1 kết quả từ hồ sơ địa chất

Kx 5.00E-06 5.0E-06 4.1E-4 0.5 0.5 5.0E-06 5.0E-06 6.85E-5 0.082 kết hợp hồ sơ địa chất và

Ky 5.00E-06 5.0E-06 2.05E-4 0.5 0.5 5.0E-06 5.0E-06 6.85E-5 0.082 kết hợp hồ sơ địa chất và

2.50E+05 4572 9486 8250 30690 75132 75132 85500 100000 trình bày chi tiết ở dưới

7.50E+05 13720 28458 24750 92070 225396 225396 256500 300000 m 0.5 1 1 0.5 0.5 1 1 1 0.5 theo Plaxis νur 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 theo Plaxis

C’ 22 15.81 31.51 7.66 7.66 44.5 36.8 17 5.4 theo thí nghiệm 3 trục và cắt trực tiếp φ' 29.5 16.2 19.82 25.5 25.5 20 15 14.4 24.4 ψ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 theo Plaxis và "các thí nghiệm hiện trường"

Bảng 3 19 Thông số đầu vào của các lớp đất nền trong chương trình Plaxis trong mô hình 2

2.2.4 Quá trình tính toán mô phỏng thi công hố đào

Bảng 3 20 Mô phỏng các giai đoạn thi công hốđào

1/Tải trọng nhà xung quanh hố đào và Thi công tường vây

2/Đào đất đến cao độ

-1m,lắp dựng cốp pha sàn trệt

3/Thi công sàn tầng trệt ở cao độ -0.5m

4/ hạ mực nước ngầm đến

-8m.Đào đất đến cao độ

1/Tải trọng nhà xung quanh hố đào và Thi công tường vây

2/Đào đất đến cao độ

-2m,lắp dựng cốp pha sàn trệt

3/Thi công sàn tầng trệt ở cao độ -0.5m

(tiến độ thi công hầm không kịp với tiến độ đào)

2.3 Kết quả tính toán trong mô hình plaxis-so sánh kết quả tính toán với quan trắc thực tế:

Hình 3 39 Chuyển vị ngang của tường vây tại độ sâu đào h= -2.05m

Hình 3 40 Chuyển vị ngang của tường vây tại độ sâu đào h= -6.66 m

Hình 3 41 Chuyển vị ngang của tường vây tại độ sâu đào h= 9.65m

Hình 3 44 Chuyển vị ngang của tường vây tại độ sâu đào h= 6.66m(IL-02)

-2 Biểu đồ dịch chuyển ngang IL-02 0 2 4 6 8 10 12 14

2.4 Phân tích và Nhận xét:

Từ các kết quả chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây được phân tích bằng phần mềm Plaxis 2D ứng với

-Trường hợp 1: giá trị độ cứng dọc trục EA ứng với sàn có lổ mở theo thiết kế(etabs)

-Trường hợp 2:giá trị độ cứng dọc trục EA lấy theo phương pháp đơn giản chỉ xét độ cứng sàn các kết quả tìm được trình bày như các bảng bên dưới:

So sánh kết quả tính toán với quan trắc thực tế ở giai đoạn đào đất tại mốc IL-01:

GĐ ĐÀO-2.05m Trường hợp 1 Trường hợp

Chuyển vị (mm) 8.269 8.273 8.347 7.988 tại Độ sâu (m) -6.7 -6.55 -6.4 -7

Bảng 3 21 So sánh kết quả tính toán với quan trắc thực tế ở giai đoạn đào đất đến cao độ -2.05 m của hố đào theo tại mốc IL-01

Hình 3 48 Biểu đồ So sánh kết quả tính toán với quan trắc thực tế ở giai đoạn đào đất đến cao độ -2.05 m của hố đào theo tại mốc IL-01

GĐ ĐÀO -6.66m Trường hợp 1 Trường hợp

GĐ ĐÀO -9.65m Trường hợp 1 Trường hợp 2 Trường hợp 3 Mốc Quan trắc

Chuyển vị (mm) 19.791 19.824 20.236 18.163 tại Độ sâu (m) -11.875 -11.875 -11.875 -12.5

Chuyển vị (mm) 24.468 24.723 26.942 23.488 tại Độ sâu (m) -16.825 -16.825 -16.4125 -16.5

Bảng 3 25 So sánh kết quả tính toán với quan trắc thực tế ở giai đoạn đào đất đến cao độ -18.65 m của hố đào theo tại mốc IL-01.

Hình 3 52 Biểu đồ So sánh kết quả tính toán với quan trắc thực tế ở giai đoạn đào đất đến cao độ -18.65 m của hố đào theo tại mốc IL-01.

-Trường hợp 1 (TH1) sàn có lỗ mở theo thiết kế biện pháp thi công với độ cứng được tính toán bằng phần mềm Etabs cho giá trị chuyển vị ngang của tường vây được tính từ Plaxis sát với kết quả chuyển vị thực tế công trình lớn hơn kết quả quan trắc 0.98mm(4.17%)

PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA MỰC NƯỚC NGẦM ĐỐI VỚI CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG VÂY

Trong hồ sơ địa chất,ta có 2 kết quả mực nước ngầm :

-Từ phương pháp đo mực nước ngầm trong hố khoan khảo sát:-1.5m (HK5)

-Từ kết quả thí nghiệm thấm hiện trường:

Giếng GW1,GW2 có đáy nằm trong lớp đất số 3(cát pha)

Do lớp đất thứ 3 nằm kẹp giữa các lớp thứ 2,và thứ 4 đều là lớp sét,có hệ số thấm nhỏ,nên mực nước trong giếng khoan là nước có áp Ở đây ta phân tích nước có áp ảnh hưởng đến chuyển vị của tường vây bằng cách khai báo riêng mực nước ngầm cho lớp đất số 3.để cho tiện việc so sánh,ta chia làm

+Trường hợp 1:Mực nước ngầm là -1.5m theo kết quả đó mực nước trong HK5 (MNN -1,5m)

+Trường hợp 2:Mực nước ngầm là -5m khai báo theo kết quả đo trong giếng khoan GW2 (MNN-5m)

+Trường hợp 3:Mực nước ngầm là -5.5m khai báo theo kết quả đo trong giếng khoan GW1(MNN-5,5m)

+Trường hợp 4:Mực nước ngầm là -1,5m và lớp đất số 3 là nước có áp -5,5m (MNN+NCA)

+Trường hợp 5:Chỉ có nước có áp nằm trong lớp đất số 3 là -5,5m.(NCA)

3.1 Mô hình tính toán trong plaxis:

Trường hợp Mô hình trong plaxis

3.2 So sánh kết quả các trường hợp tính toán với quan trắc thực tế:

Một số kết quả thu nhận được từ quá trình phân tích như sau:

GĐ ĐÀO Chuyển vị (mm)

Trường hợp 1 Trường hợp 2 Trường hợp 3 Trường hợp 4 Trường hợp 5 Mốc Quan trắc IL-01 Đào -

Bảng 3 26 Chuyển vị ngang của tường vây tại độ sâu đào h= -2.05m

Hình 3 58 Biểu đồ so sánh Chuyển vị ngang của tường vây với mốc IL-01 tại độ sâu đào h= -2.05m

TH1 TH2 TH3 TH4 TH5

+Đối với phase đào có chiều sâu (-2.05m) ta thấy chuyển vị của tường vây đối với trường hợp khai báo MNN-5m và MNN+NCA và NCA là gây ra chuyển vị so với thực tế là gần như nhau,sự ảnh hưởng của nước có áp là không nhiều

+Đối với phase đào có chiều sâu (-6.66m) ta thấy chuyển vị của tường vây đối với trường hợp khai báo MNN-1.5m so với thực tế là nhỏ nhất (4.79%)

+Đối với phase đào có chiều sâu (-9.65m) ta thấy chuyển vị của trường hợp khai báo MNN+NCA sát với thực tế chuyển vị tường vây(5.29%)

TH1 TH2 TH3 TH4 TH5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Từ một số kết quả thu được:

1)Kết quả phân tích cho thấy mối quan hệ giữa E đối với giá trị thực tế của NSPT và

Tại khu vực hố đào công trình nghiên cứu, với đất nền loại cát, tương quan giữa mô đun biến dạng E 50 ref và chỉ số búa NSPT là :

E 50 ref = 450 S u đối với lớp sét pha ở độ sâu từ 7-10m

E 50 ref = 750 N SPT đối với lớp cát pha ở độ sâu từ 10-20m

E 50 ref = 1860 N SPT đối với lớp cát pha ở độ sâu từ 20-35m

E 50 ref = 1800 S u đối với lớp đất sét cứng ở độ sâu từ 35-50m

Cho kết quả phân tích chuyển vị ngang phù hợp với kết quả quan trắc thực tế đối với lớp cát quá dày modul E thay đổi theo độ sâu dẫn đến chỉ số NSPT trong cùng một lớp thay đổi chênh lệch nhiều việc lấy giá trị NSPT trung bình của một lớp đất quá dày sẽ không sát với chuyển vị thực tế Do vậy, đối với các lớp cát pha dày cần phân chia thành nhiều lớp nhỏ theo biến động của chỉ số SPT

2)Độ cứng của hệ chống gây và phương pháp đào ảnh hưởng lớn đến chuyển vị của tường vây

+Đối với mốc IL-01: Độ cứng của thanh chống được xác định từ mô hình Etabs lớn hơn nhiều(10 lần) so với phương pháp tính đơn giản(chỉ kể đến độ cứng của sàn) cho kết quả sát với chuyển vị ngang thực tế của tường vây khi sử dụng biện pháp thi công Semi- topdown,việc áp dụng phương pháp tính toán hệ chống trên giúp tiết kiệm được chi phí thi công tầng hầm

Phương pháp đào ảnh hưởng lớn đến chuyển vị của tường vây,công trình giật cấp nhiều nên sự phối hợp tiến độ giữa các đơn vị thi công (giữa đơn vị đào đất và thi công sàn) không tốt sẽ gây chuyển vị lớn cho tường vây hơn so với tính toán 3) Nước có áp ảnh hưởng đến chuyển vị của tường vây,nhất là đối với những khu vực địa chất có nền cát dày nằm giữa 2 lớp sét

+Đối với phase đào ban đầu có chiều sâu không lớn (-2m) ta thấy chuyển vị của tường vây đối với trường hợp khai báo MNN-5m và MNN+NCA và NCA là gây ra chuyển vị gần như nhau,sự ảnh hưởng của nước có áp là không nhiều

+Đối với phase đào có chiều sâu (-6.66m) gần bằng cao độ mực nước có áp (5-6m) ta thấy chuyển vị của tường vây đối với trường hợp khai báo MNN- 1.5m(mực nước tĩnh trong hố khoan) là tương đối phù hợp

+Đối với phase đào có chiều sâu (-9.65m) ta thấy chuyển vị của tường vây thực tế sát với trường hợp khai báo MNN+NCA

Từ những so sánh trên ta thấy việc đào hầm ở tầng cát dày nằm xen kẹp giữa các lớp đất sét như trên,ở những cao độ sâu thì việc khai báo ảnh hưởng mực nước có áp là đáng kể,giúp cho việc tính toán sát với sự làm việc thực tế của tường vây

Còn ở những cao độ đào phía trên tầng đất chứa nước có áp,việc khai báo mực nước có áp không gây ảnh hưởng nhiều đến chuyển vị của tường vây

Vì vậy trong tính toán a)Đối với những cao độ đào thấp chưa đến lớp đất chứa nước có áp có thể khai báo mực nước ngầm là mực nước trong giếng khoan trong thí nghiệm thấm hiện trường b)Đối với những cao độ đào gần ngang mực nước có áp ta khai bao mực nước ngầm là mực nước tổng trong hố khoan địa chất c)Đối với những cao độ đào sâu khai báo mực nước ngầm trong hố khoan địa chất,kết hợp với khai báo mực nước có áp trong từng lớp đất là cần thiết

1) Mô hình hố đào 3D nên cần được kết hợp xem xét để cho kết quả chuyển vị hợp lý và toàn diện hơn,vì mặt bằng công trình và cao độ đào giật cấp tương đối phức tạp

2)Nghiên cứu sử dụng công nghệ Jet-grouting đôi với công trình để giảm chiều sâu tường vây.

Tiêu đề	Phân tích ứng xử của tường vây khi thi công hố đào sâu trên nền cát dày quận 1
Tác giả	Trần Duy Tuấn
Người hướng dẫn	TS. Lê Trọng Nghĩa
Trường học	Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật xây dựng
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	138
Dung lượng	13,84 MB