Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích ảnh hưởng độ cứng của sàn đến chuyển vị của tường vây khi thi công tần hầm bằng phương pháp Top-Down

18 So sánh kết quả tinh tốn với quan trắc thực té ở giai đoạn đào đất đến caođộ -15.9m của hồ đào theo hướng đường Lê Lợi của cơng trÌnh...-c-‹¿ 106Bảng 3.19 So sánh kết quả tinh tốn với

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYEN THỊ BÍCH NGAN

PHAN TÍCH ANH HUONG ĐỘ CỨNG CUA SÀN DENCHUYEN VI CUA TUONG VAY KHI THI CONGTANG HAM BANG PHUONG PHAP TOP-DOWN

Chuyên ngành : KY THUẬT XÂY DUNG CÔNG TRÌNH NGAMMã số:60580204

LUẬN VÁN THẠC SĨ

TP HO CHÍ MINH, tháng 12 năm 2015

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRƯỜNG ĐẠI HOC BACH KHOA —DHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học :TS LE TRONG NGHIA

Cán bộ cham nhận xét 1 :GS.TS TRAN THỊ THANH

Cán bộ cham nhận xét 2 : TS DO THANH HAI

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa,ĐHQG Tp HCM ngày 08 tháng 01 năm 2016

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:1 PGS.TS VÕ PHAN

2 GS.TS TRAN THI THANH3 TS DO THANH HAI

4 TS PHAM TƯỜNG HOI

5 TS NGUYÊN MẠNH TUẦNXác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý

chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

PGS.TS VÕ PHÁN PGS.TS NGUYÊN MINH TÂM

TRƯỜNG ĐẠI HOC BACH KHOA NAM Độc lập - Tự do - Hanh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYEN THỊ BÍCH NGAN MSHV:13091298

Ngày, thang, năm sinh: 16/04/1990 Noi sinh: Long An

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Ngầm Mã số : 60580204I TÊN DE TÀI:

PHAN TÍCH ANH HUONG ĐỘ CỨNG CUA SÀN DEN CHUYEN VỊ CUATƯỜNG VAY KHI THI CONG TANG HAM BANG PHƯƠNG PHÁP TOP-

Chí Minh

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Ill NGÀY GIAO NHIEM VU : 17/08/2015IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU : 04/12/2015V CAN BO HUONG DAN : TS LE TRONG NGHĨA

Tp HCM, ngày 04 thang 12 năm 2015

CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO

TS LE TRONG NGHIA PGS.TS LE BA VINH

TRUONG KHOA

PGS.TS NGUYEN MINH TAM

LỜI CẢM ƠN

Đề hoàn thành đề tài nghiên cứu này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thànhđến Thầy TS Lê Trọng Nghĩa đã giúp đỡ và hướng dẫn tôi Tất cả những sự chỉ dẫnvà dé xuất hướng nghiên cứu cũng như những giải pháp mà Thay đưa ra hết sức có giátrị và quan trọng đối với dé tài nghiên cứu nay

Tôi xin chân thành cảm ơn Quý Thay Cô bộ môn Địa Cơ Nên Móng — Khoa KỹThuật Xây Dựng — Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, đã tận tình giảngdạy và hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập

Xin chân thành cảm ơn Ba, Mẹ, các anh và đặc biệt là KS Dương Trọng Nghĩa đãluôn động viên và giúp đỡ cho tôi trong quá trình nghiên cứu học tập.

Cuối cùng tôi xin gửi lời chúc sức khỏe đến Quý Thầy Cô bộ môn Địa Cơ NềnMóng — Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng — Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chi Minhcùng gia đình va bạn bè luôn luôn déi dào sức khỏe và thành công trong cuộc sống

Chân thành cảm ơn

TP Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 12 năm 2015

Học viên thực hiện

Nguyễn Thị Bích Ngân

TOM TAT LUAN VAN THAC Si

Trong luận van này tác gia nghiên cứu anh hưởng độ cứng của san đến chuyén vịcủa tường vây khi thi công tầng hầm băng phương pháp Top-Down tại công trình SàiGòn Center giai đoạn 2 & 3 thuộc khu vực quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh Tườngvây của công trình dày Im có chiều sâu từ 45m đến 60m, công trình gồm 6 tầng ham,mỗi sản có bề dày 0,3m, riêng đối với sàn B5 có bê dày Im Công trình được thi côngbăng phương pháp Top-Down Cơ sở lý thuyết trong quá trình nghiên cứu dựa trên lýthuyết sức bên vật liệu, các nghiên cứu đi trước và dựa trên phương pháp phan tử hữuhạn bang phần mềm Plaxis 2D kết hợp với phần mém tính toán kết cấu không gian

Etabs.

Kết qua phân tích bang phần mềm tính toán kết cấu không gian Etabs cho thấy việcthiết kế lỗ mở có diện tích chiếm 17% diện tích sàn trệt và chiếm 24% diện tích sàn cáctầng ham dé thi công dao đất là đảm bảo 6n định và biến dạng của kết cấu trong giớihạn cho phép, với tỷ lệ diện tích lỗ mở này cho giá trị độ cứng tương ứng của sàn là8.0x105 đối với sàn trệt và 7.0x10° đối với sàn các tang ham Ứng với giá trị độ cứngnày khi phân tích băng phần mềm Plaxis 2D cho kết quả chuyển vị ngang của tườngchênh lệch với quan trac từ 0.8mm đến 10.0mm Do đó việc thiết kế biện pháp thicông Top-Down như nhà thâu Hòa Binh là hợp lý

Tác giả tiếp tục tăng diện tích lỗ mở so với thiết kế cho đến khi chuyển vị ngangcủa tường đạt giới hạn cảnh báo của quan trắc Từ đó, tác giả khuyến cáo tỷ lệ diện tíchvà vị trí lỗ mở thi công phù hợp Qua đó, hướng tới thiết kế tường vây và hệ kế cauchống đỡ khi thi công tang hầm bang biện pháp Top—Down và đồng thời dự báochuyển vị ngang của tường qua từng giai đoạn thi công cho các công trình có địa chất

và quy mo tương tu.

ABSTRACT

In this thesis the Authors research the impact of the stiffness of the floor slab to thedisplacement of diaphragm walls constructed by Top-Down method at Saigon CentrePhase 2 & 3 in the area of district 1, Ho Chi Minh City Diaphragm wall has thicknessof Im and depth of 45m to 60m, the project has 6 basement, each floor has a thicknessof 0,3m, particularly for B5 floor thickness from Im and constructed by Top-Downmethod The theoretical of the study based on the research in history and based on thefinite element method with Plaxis software and structural calculation Etabs software.

The results analyzed by structural calculation Etabs software shown the openingwas designed with 17% area on the ground floor and 24% of others is ensured stabilityand deformation of the structure in the permitted limits, with this opening area ratio for

respectively stiffness values of 8,0 x 10° floor on the ground the floor and 7,0 x 10° on

the basement the floor Applicants with this stiffness values when analyzed with Plaxis2D software, the result of horizontal wall displacement differences with 0,8mm to10,9mm from monitoring Therefore, the Top-Down construction method design ascontractors Hoa Binh corporation is reasonable.

The author increase the area of the openings for designed until the horizontaldisplacement of the diaphragm wall reached the limited warning Thence, the authorsrecommended the area ratios and position of the openings suitable for construction.Thus, aims to design the structural diaphragm walls and prop the basement with Top-Down methods and predicts the horizontal displacement of the diaphragm wall througheach phase of construction for the projects have same geological and scope.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rang đây là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện dướisự hướng dẫn khoa học của TS Lê Trọng Nghĩa Các nội dung nghiên cứu và kết quảtrong dé tai này là trung thực Những số liệu, trích dẫn phục vụ cho việc phân tích, tinhtoán, nhận xét, đánh giá được tham khảo từ các nguồn khác được ghi chú dẫn và liệt kêchỉ tiết trong phan tải liệu tham khảo

Nếu có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng

vê kêt quả luận văn của mình.

TP Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 12 năm 2015

Học viên thực hiện

Nguyễn Thị Bích Ngân

CHUONG 1 TONG QUAN VE HE KET CAU CHONG DO TUONG VAYTANG HAM KHI THI CONG BANG PHƯƠNG PHAP TOP-DOWN 3

LoL G11 thi ee 4 31.2 Tính toán của các tac 218 đi truG -G Q9 ng vn 3

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới - + 22s + S2 ££+£+£+£z££ezxzceẻ 3

1.2.2 Tinh hình nghiên cứu ở Việt Nam Ă 5 Ăn re, 21

1.3 Tổng kết chương 1 - :- - +52 SE 262339 E1 32121511521 211151111 111 exck 22

CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUY ẾTT -5-55c5c+2ct+Eerxtsrererrrrrsrerrree 24

2.1 Kéo - nén đúng tÂm << + 1 99900101 re 242.1.1 Khái nIỆm - (G111 HH vn 24

2.1.2 Ứng suất trên mặt cắt ngang -¿- + S2 E23 3 E2 E1 1215111211111 1 xe 242.1.3 Biến dạng của thanh chịu kéo (nén) đúng tâm - 2 2 2 25s+s+£zcse: 252.1.4 Thí nghiệm kéo nén đúng tâm đối với vật liệu dòn - 5s sssxe: 262.2 Khái niệm về sàn phăng chịu lực hỗ đảo thi công Top-Down 26

2.3 Các nhân tô ảnh hưởng đến độ cứng của san theo phương ngang theo nhóm tác giả

M Moeinil, B Rafezy2 and W P HowWSON Ăn re 28

2.3.1 Be dày sản cà 1 1 1 121111 11112111111 011111110101 01.110101 1111.1010111 0 28

2.3.2 Vi trí lỖ IHỞY G6 E23 9195 1195 E115 1 5 1 11T vn ngư 29

2.3.3 Kích thước lỗ m6 -. ¿+ tt 2 t2 t2 1101121121121 111.1.rrkg 292.4 Các phương pháp phân tích ảnh hưởng độ cứng của sàn đến chuyền vi của tườngvây khi thi công hằm - ¿6E SE SE 2E£E£E#EEEE E19 E1 111513152111 115 151111 EU 31

2.4.1 Phân tích nội lực thanh chống theo nhóm tac giả Z.H Xul, W.D Wang?, J.H.Wang? and S.L Sheni óc 2c 2112111111111 111 1111111111 111111 0111111 11 g1 ri 31

2.4.2 Phuong pháp phân tích kết cầu theo PGS.TS Nguyễn Ba Kế 362.5 Phân tích ảnh hưởng độ cứng của sàn đến chuyền vị của tường vây bang phươngpháp phan tử hữu hạn - ¿+ 2 % SE +E2E£ 9E 13151 5 1211151511111 111111 39

2.5.1 Cơ sở lý thuyết trong PaxXiS + 6c 2222123 3 E5 E121 E15115 111111111 xe 392.5.2 Các quan hệ ứng suất và biến dang + ¿2+ + 2 2£E£E+EzEzzErxrerreree, Al2.5.3 Mô hình Mohr Coulomb (gọi tắt là MC) ceecccecccseeseescscseseseessssseeseeeeens 42

2.5.4 Mô hình hardening soil Hồ - - << n0 ke 46

2.5.5 Hạn chế của Plaxis 2 D -.- G53 9191 SE 91111 8E E111 gxrkei 49

2.5.6 Xác định độ cứng theo phương ngang của san bằng phần mềm phân tích kết cau

n0 PP AOAAOA 49

2.6 Tổng kết chương 22 ¿c6 52562121 19 E1 111215151511 11111515 1111111111111 0 e0 51

CHƯƠNG 3 PHAN TÍCH ANH HUONG ĐỘ CỨNG CUA SÀN DEN CHUYENVI CUA TUONG VAY KHI THI CONG TANG HAM BANG PHUONG PHAPTOP-DOWN CHO CONG TRINH THUC TE SAI GON CENTER TAI TP.HCM

"1 523.1 Giới thiệu công trinh - - << c1 1120010119 9.0 re 52

3.2 Điều kiện địa chất CONG tri 17 a 53

3.3 Sự cô gặp phải của công trình nghiên cứu - - 2 2s+s+c+cz£s+s+szezcee 633.4 Trinh tự thi công tầng hầm -. + ¿2 E22 SE SEEE# 2E 121215115 1111111 e, 63

3.5 Kết quả quan trắc thực tẾ ¿ - 5+ S21 E35 5 121215115 112111111711 1111111 e 68

3.6 Lựa chọn mô hình tính toán 2322331111111 1 1111111111155 x6 74

3.6.1 Mô hình tang ham bằng phân mêm phân tích kết cấu Etabs - - 74

3.6.2 Mô hình tang ham bang phân mém phan tử hữu han Plaxis 2D 843.7 So sánh các kết quả tính toán với quan trắc thực tw 963.7.1 Phân tích kẾt quả so SÁHH, - - + + EE‡EEEEESkEk E151 te 96

3.7.2 NhẬH AXEL TH nọ vn 113

KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ, 5-5 5-52 S251 3 SE SE E2 xe 114

TÀI LIEU THAM KHẢÁO 5-5-5 52 S625 2E‡E2EEEEE£E£ESEEEEEEEEEErErrkrkrkrree 116

DANH SACH BANG BIEU

Bang 1.1 Giá trị trung bình độ cứng của thanh chong và sàn trong vùng T2 5Bang 1.2 Giá trị trung bình độ cứng của thanh chồng và sàn trong vùng K1 5Bảng 1.3 Tóm tat giá trị Onm/Ho và độ cứng của thanh chống và sàn 7

Bảng 1.4 Chuyển vị của tường qua từng tang ác tctetetetsrerererererrkeered 17Bang 1.5 chuyển vị cua tường ở level dau tiên theo 2 phương pháp thi công 20Bảng 2.1 Thông số của hệ thanh chng - -cScScStkEkEkEESESESEEEEEerkrkrkrkekekreeered 32Bảng 3.1 Bang tổng hợp kết quả quan trắc công trình Sài Gòn Centre phase 2&3

Bang 3.12 Độ cứng dọc trục EA nháp vào Plaxis tính từ F†qbs - 66

Bảng 3.13 Các bước tinh toán thi công tang ham trong PÏaxis - ca 90

Bảng 3.14 So sánh kết qua tinh tốn với quan trắc thực té ở giai đoạn đào đất đến caođộ -15.9m của hồ đào theo hướng đường Nam Kì Khởi Nghĩa của cơng trình 105Bảng 3.15 So sánh kết quả tinh tốn với quan trắc thực tế thi cơng xong tang BS củahồ đào theo hướng đường Nam Ki Khởi Nghĩa của cơng trÌnh -c-csss¿ 105Bảng 3.16 So sánh kết quả tinh tốn với quan trắc thực té ở giai đoạn đào đất đến caođộ -15.9m của hồ đào theo hướng đường Pasteur của cơng trình 105Bảng 3.17 So sánh kết quả tinh tốn với quan trắc thực tế thi cơng xong tang BS củahồ đào theo hướng đường Pasteur của cơng IrÌHh -c-csesesksksskekeeseseseee 106Bảng 3 18 So sánh kết quả tinh tốn với quan trắc thực té ở giai đoạn đào đất đến caođộ -15.9m của hồ đào theo hướng đường Lê Lợi của cơng trÌnh -c-‹¿ 106Bảng 3.19 So sánh kết quả tinh tốn với quan trắc thực tế thi cơng xong tang BS củahồ đào theo hướng đường Lê Lợi của cơng trÌHH -c-c-ccesesesesrererererereeered 106Bang 3.20 So sánh kết quả tinh tốn với quan trắc thực té ở giai đoạn đào đất đến caođộ -15.9m của hồ đào hướng Đơng Nam cơng trÌnh -c-s+e+e+eseseseseseseee 107Bảng 3.21 So sánh kết quả tinh tốn với quan trắc thực tế thi cơng xong tang BS củahồ đào hướng Đơng Nam cơng trinh veccccccccccccccssssscssssssssessscsvsveveescasasssavevevsesesvans 107Bảng 3.22 So sánh mức độ sai lệch chuyền vị ngang của tường vây hướng Nam KiKhởi Nghĩa so VỚI QUAN ÍFỐC -c- + ctEEES ST E111 51 111111111111111111E.ce 111Bang 3.23 So sánh mức độ sai lệch chuyén vị ngang cua tường vây hướng Pasteur sọ0ï8,17121/7811:1 2E AAA ẶÁA 112Bang 3.24 So sánh mức độ sai lệch chuyển vị ngang cua tường vây hướng Lê Lợi sọ0ï8,17121/7811:1 2E AAA ẶÁA 112Bang 3.25 So sánh mức độ sai lệch chuyén vị ngang cua tường vây hướng Đơng NamCÀ 2,1 ee-{/ 113

DANH MỤC HÌNH VE

Hình 1.1 Minh họa thông tin chỉ tiết của 26 hỗ đào sâu thu thập từ vùng T2 và K]

— 4

Hình 1.2 Biến dạng của tường trong 26 trường hợp thu thập trong lịch sử 6

Hình 1.3 Anh hưởng độ cứng của sàn đến biến dạng của tường vây - 7

Hình 1.4 Anh hưởng độ cứng của thanh chồng đến bién dạng của tường vây 8

Hình 1.5 Mối quan hệ giữa chiéu sâu hỗ đào gây biến dang tường toi da va độ sâu hỗđào cho phép cua 2 phương pháp Top-Down và Bottom D «<< «+ SHình 1.6 Mặt bang công trình Taipei Enterprise National CenIer - -s: 9Hình 1.7 Mặt cắt hồ đào công trình Taipei Enterprise National Cenfer 10

Hình 1.8 Biện pháp thi công công trình Taipei Enterprise National Center 11

Hình 1.9 Mối quan hệ giữa biến dang lớn nhất của tường, độ cứng cua hệ chống và hệsố an toàn CHONG PHO NO veececccecsesesessssesescsvsvevercusesssevevscscsvscsvsresessssasavavsvsvsnstseee 12Hình 1.10 Mối quan hệ giữa hình dạng của tròng bi biến dang và sự tăng độ cứng củathanh chống (a) bước đào dau tiên; (b) bước đào thứ 2; (c) bước đào thứ 3 12

Hình 1.11 Mối quan hệ giữa hình dang của tròng bị biến dang và sự giảm độ cứng củathanh chống (a) bước đào đầu tiên; (b) bước đào thứ 2; (c) bước đào thứ 3 13

Hình 1.12 Độ võng của tường theo phương ngang và độ lún bê mặt dat cua hồ đàoTNEC: (a) độ võng của tường theo phương ngang và (b) độ lún bê mặt đất 14Hình 1.13 Mặt bằng công trình nghién CứI - St StStSkéEeEeESEeEerererererereeered 15

Hình 1.14 Mặt cat địa chat công trình nghiÊH CứỨU << << ssssseeesss 15

Hình 1.15 Oud trình chuyển vị của tường ở sàn AGN IrÊH cá cccesesesered 16Hình 1.16 Cấu tao của sự phan bố lai của GD lực bị đỘng -csccc+++s++2 16Hình 1.17 Cau hình của hệ sàn ở tang 1B vecccccccscesesescscsvsvsvsvsssssssssvscssscsvsvesenenenees 18Hình 1.18 Cấu hình của hệ sàn ở tng BÌ -cScStskskEkEEEEetererererererrkered 19Hình 1.19 Bồ trí trạm BL8 của Metro Đài Bắc (Hwanget 2007) -.-5-5¿ 19

Hình 2.1 Định nghia thanh kéo — HH GUNG UG o.cccccceccccccccccccceeeesssssssscceeeesseeeeeees 24

Hình 2.2 thanh thăng chịu kéo (nén) đúng KÂNM -c-c- cct+teEsEsEeEererererereeered 25Hình 2.3 biếu đô kéo (nén) vật liệu @JÒH - - ctSkkEkEE‡ESESESEEEEEerrkrkrkekrkreesred 26Hình 2.4 Mặt bằng bố trí lỗ mở trong sàn của công trình -c-sss+esesesesed 27Hình 2.5 Thi công tang ham sử dung sàn các tang làm hệ chống đỡ 28Hình 2.6 Sự biến thiên sai số ĐỂ ACY SÈN ch tt EEEEEEEEEEEErkerrrerkrkeered 28Hình 2.7 Sự bién thiên sai số độ CO CủA SQN cececccsccccscsccscsesscsesscsecscsesscsesscsesscsesscsees 29Hình 2.8 Dạng mặt bằng và kích thước 16 HHỞ ¿+ -sk+t+E+EeEsEeEererererereeered 29Hình 2.9 Biến thiên sai số kích thước 16 MO SÀN +©2s+s+EsEEt+ketsEererrkrcee 30

Hình 2.10 Mô hình — kích thước của sàn Và tUONG VẪW -« «<< sss++++2 30

Hình 2.11 Giao điện hệ chong đỡ và thiết bị do đạc CONG (rÌHh ««« «+ 32Hình 2.12 Mặt cắt hồ AGO 5:5 Sct+Ett+réEtttErtErttEritrrttrrrrrrrrrrrrid 33

Hình 2.13 Miêu tả m0 HÌHH tinh Ô c SG SE vn ven 34Hình 2.14 Biên đôi luc doc trong thanh chông qua các fđng «- 34Hình 2.15 Biéu đồ so sánh giữa giá trị do và giá trị tính toán luc doc trục thanh chong

¬— Ã:14 35

Hình 2.16 Moi quan hệ giữa chuyển vị ngang toi da của tường với hệ số độ cứng cua

7/2/1/84//1)/-0SE 050555 :‹1ISssIIISIG.A da 36

Hình 2.17 Sơ đồ tính toGi ceseesvecsvecseessessessessessseesneesesseesnessessecanesseeneesneeseesneesneeses 38Hình 2.18 Sơ đô chuyển vị cơ cấu của hỗ HÓN - -c-c- cct+t+tsEsEeEeEerererreeered 39Hình 2.19 Quan hệ ứng suất và biến dạng trong đất + sex sesererreseeed 4]Hình 2.20 Mohr — coulomb trong không gian ứng suất chính -cs5sssa 42

Hình 2.21 Xác định gid trị mô Aun Eo và ESO ả à c5 ttsseessssss 43

Hình 2.22 Xác định hệ số Poisson từ thí nghiệm nén ba trục thoát nưÓc 43Hình 2.23 Ung xử dan hoi tuyến tinh và đàn hồi đẻo lý tưởng c5 5sss¿ 45Hình 2.24 Mat deo và lộ trình ứng c8 45

Hình 2 25 Mặt dẻo trong mô hinh FHÍ - - - «c1 1119911111111 1k ng 46

Hình 2.26 Quan hệ Hyperbol giữa ứng suất và biến dạng theo thi nghiệm thoát nước117/82; 8.z//ERRRRRRRRREREEEh 46Hình 2.27 Xác định module tiếp tuyển đối với gia tai một trục ban đấu ( E„d'#) 48Hình 2.28 Biéu đô xác định độ cứng chịu nén EA xét trên 1M sàm 50Hình 3.1 Phối cảnh Saigon C€HÍ€F + St St SEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrkrkrkrkekred 52Hình 3.2 Mặt bằng công IrÌnh «+ cktE ST ST E111111111 1111111 TTTrkerki 54Hình 3.3 Mặt cắt địa chất đi qua hồ khoan ABH1, ABH2, ABHI]T -¿ 55Hình 3.4 Mat cắt địa chất đi qua hỗ khoan ABH5, ABH2, ABH3, ABH4, ABH7 56Hình 3.5 Mặt cắt địa chất đi qua hồ khoan ABH6, ABH3, ABHI0 - 57Hình 3.6 Biểu đồ thay đổi cua dung trọng và độ ẩm theo độ sâu 58Hinh.3.7.Biéu đô thay đổi chi số dẻo và chỉ số nhão theo độ SGU ‹¿ 59Hình 3.8 Biểu đô thay doi giới hạn Atterberg theo độ sâu - -¿-c©c+c+cscsesed ó0Hình 3.9 Biểu đồ SPT của từng hồ khO@h - + Sk*k*k‡k‡E‡EeEeEsEerererrerereeered ó0Hình 3.10 Biéu đồ SPT của từng hỗ kHOđH - cSc St EkEEEEeESEsEerererererreeered óiHình 3.11 Bước 1 đào đất lắp dàn giáo thi công sàn trỆt - se ccsesesesesed ó2Hình 3.12 Bước 2 Lắp dựng cop pha và và đồ bê tông sàn trệt, và chong đỡ lỗ mở

¬ 64

Hình 3.13 Bước 3 đào đất sàn B] cccesrisrierrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrre 64Hình 3.14 Bước 4 Thi công sàn B1 và chong đỡ vị trí 16 mở veececcccecesesesesesseveenees ó5Hình 3.15 Bước 5 Thi công sàn B2 và chong đỡ vị trí 16 mở -c c5s5s5sss4 ó5Hình 3.16 Bước 6 Thi công sàn B3 và chong đỡ vị trí lỗ MO - 55c 5sssa 66Hình 3.17 Bước 7 Thi công sàn B4 và chong đỡ vị trí 16 mở veececcececesesesesessevenenees 66Hình 3.18 Bước 8 Thi công sàn BSM và chống đỡ vị tri lỖ mở c-+-s=ses¿ 67Hình 3.19 Bước 9 Đồ bê tông hỗ thang Iảy - - t sk‡E‡EeESEsEeEerererrererered 67Hình 3.20 Bước 10 Đồ bê tông đài móng và sàn B5 «se ceseserererereeered 68Hình 3.21 Mặt bằng bố trí các thiết Di QUAN UAC - - - + ccsesesrsrekerererereeeeed 68

Hình 3.24 Biéu đô kết quả quan trắc chuyền vị ngang của tường vây hướng đường Lê

Hình 3.26 Mặt bằng sàn không có 16 mở được mô hình bằng phân mêm Etabs 75Hình 3.27 Mặt bằng sàn tang trệt có lỗ mở theo thiết kế được mô hình bằng phân mêm

/7/,/YEEEEREEEẦ iD›©›°ễ- 76

Hình 3.28 Mat bang sàn tang tang ham có lỗ mở theo thiết kế được mô hình bang phan/12782 2SRn0n0n0n0n080808Ề686ẼỀẼ 5 76Hình 3.29 Mat bằng sàn tang trệt có lỗ mo thay đổi so với thiết kế được mô hình bằngphần MEM EtADS cecceccccscscscssssesescsvsvevevcssssssssvsvsvsvsvsvsevescusasasavavsvsvsvsvsvsvsvenenensasavscnens 77

Hình 3.30 Mat bang sàn tang tang ham có lỗ mở theo thiết kế được mô hình bang phan/12782 2SRn0n0n0n0n080808Ề686ẼỀẼ 5 77Hình 3.31 Sơ đô tính trong mô hình Et@s - + tk ‡k‡EeEeEeEeEerererererreeered 78Hình 3.32 Trích đoạn tưởng vậy được dat trên nhiều gối đi động dé triệt tiêu mômen

Hình 3.38 Biéu đô xác định độ cứng dọc trục (EA) cua sàn trệt có lỗ mở thay đổi so với/28 8899//nnddảa 83Hình 3.39 Biéu đô xác định độ cứng dọc trục (EA) của sàn tang ham có lỗ mở thay đổi

787/728: 00nẺẼẺ - 83

Hình 3.40 Biên bài toán hỗ AGO sẩH -c:-cccccctccttsrtisrrrrrirrrrrrrrrrrrrrrrrrrei 84Hình 3.41 Sơ đô tinh toán bằng plaxis 2D tại mặt cắt Ì- -c-cseseseseseseeed 69Hình 3.42 Sơ đô tính toán bằng plaxis 2D tại mặt cắt 4-4 cccececesesesesered 69Hình 3.43 So sánh kết quả chuyển vị ngang theo tính toán và quan trắc thực té giaiđoạn đào đất tới cao độ -15,9m của hồ đào theo hướng đường Nam Kì Khởi Nghĩa cua

Hình 3.48 So sánh kết quả chuyển vị ngang theo tính toán và quan trắc thực té sau khithi công xong tang BS của hồ đào theo hướng đường Lê Lợi của công trình 102Hình 3.49 So sánh kết quả chuyển vị ngang theo tính toán và quan trắc thực té giaiđoạn đào đất tới cao độ -15,9m của hồ đào theo hướng Đông Nam của công trình

Hình 3.50 So sánh kết quả chuyển vị ngang theo tính toán và quan trắc thực té sau khithi công xong tang BS của hồ đào theo hướng Đông Nam của công trình 104

Hình 3.51 Biéu đô so sánh kết qua tinh toán với quan trắc thực tế ở giai đoạn đào đấtđến cao độ -15,9m của hồ đào theo hướng đường Nam Kì Khởi Nghĩa của công trình

Hình 3.52 Biéu đô so sánh kết quả tinh toán với quan trắc thực tế thi công xong tangB5 của hỗ đào theo hướng đường Nam Kì Khởi Nghĩa của công trình 108Hình 3.53 Biéu đô so sánh kết quả tinh toán với quan trắc thực tế ở giai đoạn đào đấtđến cao độ -15,9m của hồ đào theo hướng đường Pasteur của công trình 108Hình 3.54 Biéu đô so sánh kết qua tinh toán với quan trắc thực tế thi công xong tangB5 của hỗ đào theo hướng đường Pasteur của công tÌnh «-«cscececesee- 109Hình 3.55 Biéu đô so sánh kết quả tinh toán với quan trắc thực té ở giai đoạn đào đấtđến cao độ -15,9m của hồ đào theo hướng đường Lê Lợi của công trình 109Hình 3.56 Biéu đô so sánh kết quả tinh toán với quan trắc thực tế thi công xong tangB5 của hỗ đào theo hướng đường Lê Lợi của công trÌnh «se ceceseseceei 110Hình 3.57 Biéu đô so sánh kết qua tinh toán với quan trắc thực tế ở giai đoạn đào đấtđến cao độ -15,9m của hỗ đào hướng Đông Nam công trình - -ss+sssa 110Hình 3.58 Biéu đô so sánh kết quả tinh toán với quan trắc thực tế thi công xong tangBS của hỗ đào hướng Đông Nam công IrÌHÌh - - -cs+tstsEeEeEeEEkrkrkeeeereresree 111

1 Đặt vẫn đề:

Nhu cầu sử dụng phần không gian dưới mặt đất để xây dựng công trình ngàycàng phố biến và cấp thiết, nhất là trong các thành phó lớn như thành phố Hỗ ChíMinh Các công trình xây dựng này có phần kết cấu ngầm sâu trong đất Việc tínhtoán kiểm tra hệ thống kết cấu chống đỡ hỗ móng sâu trong quá trình thi công côngtrình trở nên phức tạp và yêu cầu cao, nhất là khi mặt bằng thi công chật hẹp vàtrong điều kiện đất yếu Công nghệ thi công hiện nay là khá đa dạng Do đó, đơn vịthiết kế va thi công can phân tích, đưa ra giải pháp thiết kế và thi công phù hợp nhấttrong những điều kiện hiện có Các biện pháp thi công tầng hầm hiện nay nhưphương pháp đào hở kết hợp với chống vách bằng cừ thép, sử dụng tường vây cọcnhỏi tiết diện nhỏ kết hop với chống đỡ hoặc neo, thi công bang phương phápBottom—Up, Top—Down Tuy nhiên, trong khu vực có địa chất phức tap và có yêucầu cao về công nghệ cũng như tiến độ thi công biện pháp thi công kín với côngnghệ Top-Down là lựa chọn hàng dau

Công tác thi công hố dao sâu cho nhà cao tầng, đòi hỏi nhiều biện pháp kỹ thuậtnhư hạ mực nước ngầm, thi công tường vây, lắp đặt hệ thống thanh chống, thi côngsan tang hầm theo phương pháp Top-Down làm thay đối áp lực đất lên tường vâyrất lớn, điều này tạo nên sự dịch chuyển ngang và dọc của đất nền xung quanh, ảnhhưởng trực tiếp lên sức chiu tải và chuyển vị của hệ móng cọc lân cận

Ngày nay, nhu cầu về kiến trúc phải có các khoảng thông tang, trong biện phápthi công Top-Down cũng đòi hỏi phải thiết kế lỗ mở phục vụ thi công Các lỗ mởnày làm anh hưởng đến độ cứng của san theo phương ngang

Trong đề tài luận văn này tác giả dựa vào số liệu địa chất và số liệu quan trắc đểtập trung phân tích ảnh hưởng của độ cứng của sàn đến chuyển vị của tường vâykhi thi công tang ham bang phương pháp Top-Down Tw đó tac giả dua ra cáckhuyến cáo về kích thước và vị trí lỗ mở phục vụ cho thi công

2 Mục tiêu nghiên cứu:Dua ra mô hình tính toán hệ chịu lực nhà cao tang có kê đên ảnh hưởng của độcứng cua san, chịu tải trọng ngang, phù hợp hơn với sự làm việc thực cua côngtrình.

Phân tích ảnh hưởng độ cứng của sàn đến chuyển vị của tường vây trong thicông hồ đảo sâu nhà cao tầng bang phần mém kết cấu Etabs kết hợp với phần mềm

Plaxis 2D Qua đó xác định được diện tích cho phép của lỗ mở của sàn khi thi côngbăng phương pháp Top-Down

3 Phương pháp nghiên cứu:

Phân tích cơ sở lý thuyết, đánh giá độ cứng của sàn tang hầm khi thi công bang

phương pháp Top-Down.

Phương pháp giải tích kết hợp với phương pháp phân tử hữu hạn dưới sự hỗ trợcủa phần mềm Etabs và phần mém Plaxis 2D Sử dụng phần mềm Etabs dé kiểm trađộ cứng của kết cau Sử dụng phần mềm Plaxis để kiểm tra chuyển vị ngang củatường vây hồ đào sâu

4 Y nghĩa khoa học và thực tiễn của dé tài:

Y nghĩa khoa học: Dựa vào lý thuyết tính toán đã học trước đây, dùng phần mềmmô phỏng công trình thực tế so sánh với kết quả quan trắc dé rút ra kết luận

Tính thực tiễn: Việc nghiên cứu dé tài nhăm mục đích làm rõ được ưu nhược điểmcủa phương pháp Top-Down trong thi công hỗ đào sâu Xác định ảnh hưởng độcứng của sàn đến chuyền vị của tường vây Qua đó, có thé tìm ra được độ lớn diệntích lỗ mở phù hợp của sàn phục vụ khi thi công bằng phương pháp Top-Down

5 Phạm vi nghiên cứu:

Đề tài nảy tập trung làm rõ ảnh hưởng độ cứng của sản và các hệ chống khác cóliên quan lên chuyền vị ngang của tường vây trong quá trình thi công hé đào Côngtrình mà đề tài này nghiên cứu là Sài Gòn Center giai đoạn 2 & 3 nằm tại quan 1,Thanh phố Hồ Chí Minh, là công trình có 6 tầng hầm va được thi công bangphương pháp Top-Down Vì những lý do đó, sau khi thu nhận được những kết quaphân tích, dé tài tập trung khuyến cáo diện tích và vị trí lỗ mở khi thi công đối với

những công trình có phương pháp thi công và quy mô tương tự.

6 Cau trúc luận văn

Chương 1: Tổng quan về hệ kết câu chống đỡ tường vây tầng hầm khi thi côngbăng phương pháp Top-Down Giới thiệu các nghiên cứu có liên quan

Chương 2: Cơ sở lý thuyết.Chương 3: Phân tích ảnh hưởng độ cứng của sàn đến chuyển vị của tường vâykhi thi công tang ham băng phương pháp Top-Down cho công trình thực tế Sài Gòn

Center tại Tp.HCM.

TANG HAM KHI THI CONG BANG PHUONG PHAP TOP-DOWN

1.1 Gidi thiéu:

Một trong những van dé co bản khi thi công tang hầm nha cao tang là giải phápồn định thành hồ đào trong quá trình thi công Trong thực tế có nhiều phương phápgiữ thành hỗ đào tuỳ thuộc vào độ sâu hồ đào, điều kiện địa chất, mặt băng thi cônggiải pháp kết cau Với thực tế công trình “Sài Gòn Center” có chiều sâu tang hamtương đối lớn, để tiễn hành thi công phần ngầm một cách an toàn, nhanh chóng vatiện lợi, việc sử dụng phương pháp thi công mới theo công nghệ Top-Down là cầnthiết Van đề thiết kế đảm bảo 6n định và an toan thi công dao sâu trong nên đấtluôn là bài toán khó vì dù có nhiều tiến bộ trong tính toán mô phỏng dựa trên cácmô hình tính toán diễn tả được ứng xử đất nền khá gần với ứng xử thực tế nhưngvan còn những sự cố vì vậy cần phải tính toán thiết kế cơ cau giữ 6n định tườngchắn gồm có:

= Phương pháp tính toán 6n định hệ dàn chồng bang thép hình

" Phương pháp tính toán neo phụt.

= Tính toán kiểm tra ôn định kết cầu tường vây-sàn ham bang phương pháp thi

công Top-Down.

Hệ chịu lực nha cao tang được cấu tao từ các kết cau đứng (lõi, vách cứng đặc,vách cứng rỗng, khung, khung-vach) với sự tham gia hỗ trợ các kết cầu ngang (dam,san) dé tạo nên một hệ không gian thống nhất San còn được gọi là liên kết trượt bởivì chúng làm nhiệm vụ ngăn cản sự trượt tương hỗ giữa các kết cầu đứng kề nhau

Trong thi công Top-Down thì vấn đề chọn lỗ mở sàn thi công cũng là một vấndé rất đáng quan tâm dé đạt được hiệu qua cao nhất về thi công cũng như vẻ tínhtoán thiết kế Kiểm tra 6n định và khả năng chịu lực của sàn hầm dùng để giữ ồnđịnh lục xô ngang của tường tang ham bang phần mém tính toán kết câu không gian

(Sap, Etabs, Staad ).1.2 Nghiên cứu cua các tac gia đi trước:

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.2.1.1 Theo nghiên cứu cua tác gia Gordon Tung-Chin Kung: Comparison ofexcavation-induced wall deflection using Top-Down and bottom-up constructionmethods in Taipei silty clay [1]

Bai báo nay tác giả so sánh chuyển vị của tường giữa hai phương pháp thi côngTop-Down (TDM) và Bottom-Up (BUM) thông qua tổng số 26 trường hợp hé dao

trên nền đất sét pha ở Đài Bac đã được thu thập va phân tích trong lich sử Các quansát thực dia cho thấy rang chuyên vị ngang tối da của tường (S:m) thi công bangphương pháp Top-Down (TDM) băng 1.28 lần so với thi công bằng phương phápBottom-Up (BUM) Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyên vị của tường được khảo sátvà 4 trong số 26 trường hợp được chọn để tiếp tục thử nghiệm tính toán để khảo sátsự khác biệt chuyển vị của tường (ổnm) theo hai phương pháp TDM va BUM Kếtqua phân tích cho thấy tỷ lệ trung bình chuyển vị (Snm) khi thi công băng phươngpháp TDM so với thi công bằng phương pháp BUM xắp xỉ bằng 1.1, khi không kểđến ảnh hưởng độ co nhiệt của san bê tông Cả 2 dữ liệu quan trắc và kết quả phântích cho thay răng chuyến vị của tường thi công bang phương pháp TDM lớn hơnmặc dù sử dụng hệ sàn có độ cứng chống đỡ lớn.

f

| |e5 + Strut 4 4 | ⁄

"ae | F vad

W at

Fr— Hyp | H,

+Sim tk h |

L # ì

sức Diaphragm

wallN

Wall deflection

YL) a

é >

|B

Hình 1.1 Minh họa thông tin chi tiết của 26 hồ đào sâu thu thập từ vùng T2 và K1

Trong đó:

= Hs là độ sâu thanh chống hoặc sàn (m).= Hm là chiều sâu hỗ dao gây biến dạng tường tối đa (m)= Ho là độ sâu hố đào cho phép (m)

= L là chiều dài của tường vây (m).= H là khoảng cách giữa 2 thanh chống (m)

` Phương Be Chiều Do L rộng Sion Độ cứng

Trường pháp da y dài sau ho hé nhat ctia Onm/ Ho thanh chéng

hop thị | tong | tường | đào | gag | tườn (%) | S(N/mm)8

công t(m) Lim) | Ho(m) Bim) | 8u„(mm)

l 0.8 30 17,1 45 46,5 0,27 41732

2 BUM 0,6 18 10 293 21,7 0,22 42577

3 0,7 27 16 334 84 0,52 481174 0,6 21.5 123 493 452 037 209325 0.8 26 14,5 123 34,7 0,24 1314466 0,6 22 12,6 54,1 60.4 0,48 210967 0,6 23 123 24.6 58/7 0,48 467418 0,7 28.5 13,7 36 475 035 441979 0,6 25 123 412 393 032 2791310 1,1 30 194 15 61,1 031 119220

II 0.8 28 13.2 35 57/7 0,44 43273

12 1,1 30 194 15 62,1 032 12583913 TDM 0.8 30 174 43 105 0,6 14877414 0,7 28 13,9 31,2 55.6 0,4 205041

I5 0,7 28 13,6 36,4 532 039 175750Bang 1.2 Giá trị trung bình độ cứng của thanh chong và san trong vùng K1

Bề | Chiều | Độ | Bè | Chuyên ky

Trường Phương dày đài sâu hỗ | rộng vị lớn Onm/Ho Do cung

pháp thi ` ` ` „| nhâtcủa | 7 thanh chông

hợp ˆ tường | tường | đào | hô đào : (%)

công t(m) L(m) | Ho(m) | B(m) tường S (KN/m/m)

Ônm(mm)

16 0.8 3l 18.5 33,4 61,7 033 82660

BUM

17 0,6 22 14.1 52,7 88,8 0,63 3154418 | 40 18,1 35,5 753 0,42 4244619 | 50 18,1 50 524 0,29 5747920 0,7 25 12.6 35 36,8 0,29 4354]21 0.9 35 18.9 35 65 034 6588522 0,7 29 14.1 40 41,1 0,29 5371423 TDM 0,6 22 13,1] 43,2 90 0,69 3731324 0.9 35 19,7 41,2 105,8 0,54 15993225 | 54 23.2 35 100,8 0,43 18461026 0,7 32,5 20 70 1244 0,62 97291

Chuyén vị ngang của tường (mm)

60 40 20 0 40 30 20 10 0 10080 60 4020 0 60 40 20 0 40 30 20 10 00 M H M T - , te rouse bs § In ] i T M § k Me wm § ee Fe

Ki ~ k

x + Od 4bé» >

¬¬

44

4

|+4

+Case 12|Case 13 7 Case 14 1 Case 15

ọ80 60 40 20 0 10080 60 40 20 0 80 60 40 20 0 60 40 20 0 40 30 20 10 07 yn Re a a TL Re TT TT ais TT TT

> 20 ~ đan ch của ihe 7 | Feo ^^ BS II ° —— we 7 StsS an] oy :R ] Sect BỊ * 6 OS J

Doe Hy we

o wo GÌ] BY ]A 40- 1 1 “1¬ Be

4 Case 16 4 Case 17 1 Case 19 Ea | Case 20

050 60 40 20 0 60 0120 80 40 0120 90 60 30 0

~ 1 Ƒ KY j <i= 10 - Bd - - =4 Ry

20 - ae " RY -|

li"

50 1Case 21 + Case 22 4 Case 23 4 Case 24 4

160 120 80 40 0TT +

: Ps eee Stage 1 = *** Stage 5

£ 40 J aH % eee Stage 2 ane Stage 6

= 451 ff % sea Stage 3 coe Stage 7

a 4 W2» % 3 saa Stace 4 EÌ Diaphraam wall

Bang 1.3 Tóm tat giá trị Onm/Ho và độ cứng của thanh chống và sàn

Độ cứng trung bình của hệ

Các trường hợp phân tích Ôn Ho (4) chống và sàn S(KN/m/m)

BUM | TDM BUM TDMCác trường hợp trong vùng T2 | 0,36 0,46 59424 176521Cac trường hợp trong vùng K1 | 0,41 0,53 51823 147278

Tat cả các trường hop 0,38 0,49 56767 161900Độ cứng của thanh chống và ban sản trong 26 trường hop của bài báo này được

tính như sau:

S=EFAlls (1.1)Trong đó:

5 là độ cứng của thanh chồng hoặc sàn (KN/m”).E là modul đàn hồi (kN/m?)

A là diện tích mặt cắt ngang (m7).s là nhịp của thanh chống hoặc sàn (m).1 là chiều dai của thanh chống hoặc sàn (m)

+Biên dạng của tưởng (mm) =

| t80000 120000

| Lj

160000 200000D6 cứng của san (KN/m/m)

Hình 1.3 Anh hưởng độ cứng của san đến biến dang của tường vây

Biên dạng của tưởng (mm)

© Type —— Đường hiệu chỉnh140¬ sel ~~ Đườngchưahiệu |

: Type chinh =

130-4 =

ee

S£=}

Độ cứng của thanh chông (kKN/m/m)

Hình 1.4 Ảnh hưởng độ cứng của thanh chong đến biến dạng của tường vay

4 / 2 > 7 \e= 5 “/"¿ 0

Hình 1.5 Mối quan hệ giữa chiéu sâu hỗ đào gây biến dang tường toi da va độ sâu

hồ đào cho phép của 2 phương pháp Top-Down và Bottom UpDựa vào kết quả quan sát từ các trường hợp hồ đào thu thập được trong lịch sử

và các thông sô nghiên cứu, tác gia bài báo này đã rút ra một sô kết luận như sau:

= Tường vây được sử dụng làm tường chắn trong tat cả 26 trường hợp hồ đảo.Độ cứng trung bình của hệ chống và bản sàn trong 26 trường hợp hố đào ma

tác giả thu thập được tương ứng là 56767 (KN/m/m) và 161900 (KN/m/m).

= Thông qua việc xem xét các yếu tổ ảnh hưởng đến chuyển vi của tường chắnhó đào, 5 yếu tố được xác định là quan trọng có thể dẫn đến sự khác biệt về

50000

TDM va BUM: (1) độ sâu hỗ dao qua từng bước đảo, (2) độ cứng của hệchống và bản sàn, (3) hệ chống ứng lực trước, (4) thời gian thi công hệ chống

và bản san, và (5) độ co ngót cua sàn bê tông.

= Cac kết quả của các thông số nghiên cứu cho thấy rang tỷ lệ trung bìnhchuyển vị (Snm) khi thi công bang phương pháp TDM so với thi công bằngphương pháp BUM xắp xi bang 1.1 khi ảnh hưởng của độ co ngót của sàn bê

tông không được xem xét So với ty lệ 1.2 thu được từ quan sát thực địa

trong trường hợp thứ 23 trong nghiên cứu này Sự khác biệt này có thể là doxét đến ảnh hưởng của độ co ngót của sàn bê tông

1.2.1.2 Theo nghiên cứu của tac giả Chang Yu Ou và các đồng sự: Nghiên cứu

công trình Taipei Enterprise National Center:

Công trình Taipei National Enterprise Center có mặt bang dang hình thang vớicạnh dài 60—105m, cạnh ngắn 43m, gồm 6 tòa nhà A, B, C, D, E, F kế cận công

(4) Street

Vy

A |

« Inclinometerx Extensometer

È Heave gauge cale

® Farthwater pressure cell

(a)

Hình 1.6 Mặt bang công trình Taipei Enterprise National Center [2]Việc thi công tường vây của TNEC bat đầu vào ngày 13 tháng 8 năm 1991 vàhoàn thành vào ngày 10 tháng 11 năm 1991 Các thiết bị chính như thiết bị đo áplực đất, đo áp lực nước, thiết bị đo ứng suất trong cốt thép và thiết bị quan trắcnghiêng được lắp đặt chung ngay khi tường vây bắt đầu thi công, quá trình thi công

tường vây diễn ra trong 89 ngày Khi thi công tường vây hoàn thành, cọc nhồi chomóng và cột chống thép được thi công, công tác này hoàn thành vào ngày 155, ngaysau đó thiết bị đo áp lực nước và thiết bị đo phình trồi được lắp đặt vào trong hồđảo khi các thiết bị quan trắc đã lắp đặt xong, việc đào đất bắt đầu vào ngày 156

l Soft silty hv 72⁄2

clay =Nã N«2-4

Qose silty san

B

<= 25 a Lz

fas Diaphragm wall

30 Ff 4 4

°

3s L Medium loose gilty sand; N= 22 ~24 |

Stiff silty clay; N=9~11

khoảng 8m, dự ứng lực 784.8 kN) cho bước đào tới độ sâu -4,9m.

Khi tới độ sâu — 4,9m, một lớp xi măng nguyên chất được phun lên mặt hỗ đào.Cốt pha được lắp dựng để thi công tầng BI tại cao độ -3,5m, khi tầng BI đã hoànthành và đạt cường độ, việc thi công bat dau tiến hành song song, thi công các kếtcầu bên trên và thi công các tầng hầm

Tang 1 và các kết cau bên trên sẽ được thi công cùng lúc bat đầu bước dao thứ 3(tới cao độ -8.6m) Sau đó các bước đào đất và thi công sẽ được lặp lại cho đến khihoàn thành tầng B4F (bước thi công thứ 10)

Sau bước thi công thứ 10, bién dang của tường vây đã lên tới 8.0cem, để giảmbiến dạng của tường vây, phương pháp đào theo vùng đã được chấp thuận, vùnggiữa được dao trước Vùng giữa được dao tới độ sâu -17.3m, lớp cây chống thứ 2được lắp đặt ở cao độ -16,5m Vùng phía đông và phía tây được đào sau và lắp câychống vào vùng trung tâm Vì lý do đó, bước 11 và 12 được chia thành 11A 11Bvà 12A 12B Lớp cây chống thứ 2 là H 400 x 400 x 13 x 21 có nhịp khoảng 2,5 tới6 m trung bình khoảng 3,4 m, mỗi cây có ứng lực trước 1177 k Tới bước đào thứ 7(bước thi công thứ 13) chạm tới đáy của hố đảo với cao độ -19,7m bước cuối cùnglà thi công móng bè, việc thi công móng bè được chia thành hai bước, bước dau tiênlà thi công móng bè, sau đó là thi công sàn tầng B5F (bước thi công thứ 15) khi bêtông san tang BSF cứng, lớp cây chống thứ 2 được tháo dỡ (bước thi công thứ 16)và toàn bộ việc thi công hồ đào được hoàn thành

Trong suốt quá trình thi công tường vây, công trình lân cận, tòa nhà A bịnghiêng nhẹ, để giải quyết van dé này, sau khi thi công tường vây và trước khi daođất (giữa ngày 102 và ngày 124), một vài biện pháp cải tạo đất nền đã được đặt ra,Jet grouting giữa tòa nha A và hồ đào

Diaphragm wall

Steel

column/iL-19.7 mj} |

s*_ Moi quan hệ giữa hệ số an toàn trương nở và bê rộng hồ đào rut ra từ kinh nghiệm:

Clough và O’Rourke (1990) đã tìm ra được rằng bề rộng hỗ đào càng tăng thibiến dạng của tường vây càng lớn hơn thé nữa, khi bề rộng hồ dao càng lớn thì hiện

tượng mât cân băng lực càng lớn; hệ sô an toàn trương nở càng giảm.

Stun/He (%)

Sheet piles | m-thick diaphragm walk

h=3.5m i h=35m es2.5 \

2.0 7

NK 21.5 0 4N

Hình 1.9 Mối quan hệ giữa biến dạng lớn nhất của tường, độ cứng của hệ chống va

hệ số an toàn chong truong no [3]

Bat dau với bước dao dau tiên, chuyên vi của tường sẽ được tạo ra với dang dauthừa Bước đào thứ 2 sé bat dau sau khi lap hệ chong đâu tiên Nêu độ cứng của

thanh chống đủ lớn, lực nén tác dụng lên thanh chống sẽ nhỏ hơn vì vậy tường chắnsẽ xoay quanh điểm tiếp xúc giữa thanh chống và tường, biễn dạng của tường đượctạo ra Biến dạng lớn nhất của tường sẽ xảy ra gần bề mặt của hỗ đảo như hình1.10b

bên dưới:

(b)

77/7 ww

Struts |Excavation surface

(c)

.<— Retainingwall

Hình 1.10 Mối quan hệ giữa hình dang của tường bi biến dang và sự tăng độ cứngcủa thanh chong (a) bước đào dau tiên; (b) bước đào thứ 2; (c) bước đào thứ 3 [3]

Sau khi lắp hệ chống thứ 2 thì bước đào thứ 3 sẽ bắt đầu Giả định răng hệchồng ở level 2 cũng đủ lớn, tường chan sẽ tiếp tục xoay quanh điểm tiếp xúc với hệchống ở level 2, độ biến dang của tường xảy ra lần nữa Vị trí biến dạng lớn nhất sẽxảy ra gần bề mặt hố đào như hình 1.10c Nếu đất bên dưới hé dao là đất yếu, phảnlực day từ tường chan sẽ giảm và vi trí biến dang lớn nhất hầu như xảy ra bên dướimặt hồ đảo.

Được suy ra từ phép ngoại suy tương tự, hỗ đào trong đất cứng (đất sét) sẽ hầuhết xảy ra biến dạng lớn nhất bên trên mặt hồ đào That vậy, những vi tri biến dạnglớn nhất được tìm thay gần bề mặt hé dao trong hau hết các hồ dao ở Taipei

Như hình 1.11, với độ cứng của thanh chống không cao, lực nén của thanhchống sẽ khá lớn Biến dang của tường sẽ xoay quanh các các điểm tiếp xúc trongsuốt bước đào thứ 2 và thứ 3

`-

—

-——

Excavation surface

Retainingwall

(a) (b) (c)

Hình 1.11 Mối quan hệ giữa hình dang của tường bi biến dạng và su giảm độ cứngcủa thanh chống (a) bước đào dau tiên; (b) bước đào thứ 2; (c) bước đào thứ 3 [3]

Như hình 1.11 biểu đỗ biến dạng ngang của tường chắn ở mỗi bước đào TNEC

Khi biện pháp Top-Down được sử dụng trong trường hop này, độ cứng dọc trục cua

sàn thì khá lớn va ứng xử biến dạng thì tương tự như hình 1.11, trong đó biến dạnglớn nhất xảy ra gần mặt hé đào

Các tác giả nghiên cứu đặc trưng của hệ thống sàn trong hai trường hop thicông tang ham băng biện pháp Top—Down ở Đài Bac—Dai Loan và so sánh và tươngquan chuyền vi của tường vây ở bốn tang trên cùng Kết qua cho thay rang chuyểnVỊ của tường ở sàn đầu tiên sẽ được giới hạn trong khoảng 2mm cho mỗi giai đoạnđào và thi công sản, và lên đến 6mm đối với công trình có diện tích san lớn Số liệutừ thiết bị quan trắc nghiêng cũng được hiệu chỉnh cho hợp lý bằng cách tham khảochuyền vị ở đỉnh tường.

Công trình khách sạn 15 tầng va 7 tang hầm sử dụng tường vây day 1.2m vớichiều sâu là 55m Công trình này được xây dựng năm 1997 và được mở cửa năm

1999.

CarparkEntrance SID-1

Chuyển vị tường, mm

16

Chuyén vi tuong, mm

Chiêu sâu hô đào m

Chiêu sâu hô đào m

0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 80 1000 T T 0 HH il

—O— SID-! —e—sID-!

- «& = SID-3 - “& - SID-3

- -; - SID-5 - =& - SID-5

Stage —S— SID-8 —S©—sID.§

Bảng 1.4 Chuyển vị của tường qua từng tầng

Chuyến vị của tường (mm)Tang Main block Annex

SID-1 | SID-8 | SDI-3 | SID-5Giai doan 1&2 3,93 114 113 16,21IF Giai đoạn 3 3,92 94 057 0,78

Tong 785 | 208 | 11,87 | 16,99

Giai doan1&2 | 11,3 | 15/91 | 13,57 | 1843BIF|L Giai đoạn3 83 125 | 339 | 3,66

độ co của các tầm sàn bên trên.

Độ co của sàn là kết quả của việc tăng tải trọng dọc trục của sàn và tý lệ thuận

với khoảng cách nhịp của sàn và tỷ lệ nghịch với độ cứng dọc trục của san Mặc du

sàn bê tông cốt thép rất cứng tuy nhiên luôn có lỗ mở trong sàn để đưa các vật liệu,thiết bị xuống bên dưới ham Do đó, độ cứng tổng thé của hệ san bị giảm Các hình

dạng của hệ sản trong các trường hợp nghiên cứu không rõ ràng do đó độ cứng của

hệ sàn không thể ước tính được

Khối đất phải được loại bỏLực doc trong san trong bước đào tiếp theo

Áp lực đất

Phán lực được phân bố lại

trong sàn và đât bên dưới

Hình 1.16 Cau tao của sự phán bố lại của ap luc bị độngTrong giai đoạn dao đất 3, chuyển vị của tường được gây ra chủ yếu bởi sự colại của các tâm sản tương ứng Sự chuyến vi này chắc chắn chịu ảnh hưởng bởi sựlinh hoạt của các tam san Các nhịp của sàn không phải là yếu tố duy nhất ảnhhưởng đến sự linh hoạt của các san Luôn có những lỗ mở lớn trong san dé đưa cácthiết bị và vật liệu xuống hé đào dé thi công sàn tiếp theo

Hình 1.17 cho thấy thiết kế của các công trình tạm thời ở sàn tang 1 trong giaiđoạn 2 Như đã ghi nhận, đã có lỗ mở trong sản để thi công Rõ ràng các lỗ mở này

sẽ làm tang tính linh hoạt cua san từ đó gây co lại cho san.

SID-2 N

Hình 1.17 Cấu hình của hệ sàn ở tang IF

> So sánh đặc trưng của sàn và thanh chống:

So sánh đặc trưng của sàn trong thi công hố dao sâu bang phương pháp Down với các thanh chống sử dụng trong phương pháp Bottom-Up

Top-Hình 1.19 cho thay cách bồ trí tram BL8 của Metro Dai Bac (Hwanget 2007).Hồ đào với độ sâu 18,5m trong 7 bước thi công sử dụng phương pháp Bottom-Upvới các thanh chống được giám sát trong 5 mặt cắt Các thanh chống ở sản trệt đượccài đặt với sức chịu được tải từ 22,8-52,5 tan

N

Section A Section B SectionC = Section D Section E #

smd VG-2I-38 — VG-39-56} VG-57~74 1 fo VG-93-1 SID.H 4 SID-I2 “ tan mao} 21.5m

SID — inclinometers in diaphragm walls

| BL8 (Shandao Temple Station) Cut-and-Cover Tunnels |

[= ay 7=

Hình 1.19 Bồ trí tram BL8 của Metro Dai Bắc (Hwanget 2007)Giai đoạn cuối của đào đất (4/1994), tai trọng của các thanh chống nhỏ hơn sựgia tải trước Giảm tối da là 52,5 tan được quan sát tại mặt cắt D và tương ứng với

độ giãn dài 4,4mm của thanh chống (1H350 x350 x12 x19) cho 1 mặt cat diện tích173.9cm? với giá trị 200,000N/mm? cho thép Trong suốt thời gian đào đất sự co lạicủa thanh chống là 1,5mm hoặc ít hơn và độ giãn dài của thanh chống là 5mm hoặcít hơn Chuyển vị của tường ở hai đầu của thanh chống chi là một nửa của tong giá

trị Do đó, nó có thể được giả định rằng, cho tất cả mục đích thực tế, tường không

thé di chuyén o san tang trét khi thanh chéng đã duoc cai đặt trước.Điều này rất rõ ràng việc gia tải trước có hiệu quả cho việc làm giảm chuyền vịcủa tường và có thé làm tường chuyển vi ra ngoài khi tải trọng gia tải thanh chonggiảm xuống Chất lượng của thanh chống cao phụ thuộc vào độ lớn cả việc gia tảitrước đã áp dụng và gia tải cho thanh chống kế bên Giới hạn vùng an toàn được đềnghị sự gia tăng nhỏ trên 2mm cho các bước thi công đào đất được cho phép trongphân tích đặc biệt cho thanh chống đài 60m hoặc Như bảng 1.5, được giới thiệu ởgiai đoạn 3 chuyển vị của tường được phân tích lại bằng dụng cụ đo inelinometerước lượng chuyển vị của chân tường Ở tang 2 tỉ lệ đó có thé gia tăng nhiều hon

> 60m 26mm I-2mm

Khi tường vây được chống bởi hệ san trong hé đảo sâu sử dụng phương phápTop-Down, độ đàn hồi của san ảnh hưởng trội hơn tới chuyển vị của tường Độ danhồi của sàn không bị chi phối bởi mặt cắt của sàn mà bởi hệ số lỗ mở của sàn, thanhchống các 16 mở và nhiều yếu tố khác

Các tác giả bài báo này cũng kết luận răng:= Tường vây được chống đỡ bởi hệ sàn các tang ham trong thi công bằng biện

pháp Top-Down Độ cứng của sàn là yếu t6 quyết định đến chuyển vị củatường, độ cứng của sàn không chỉ phụ thuộc vào tiết diện sàn mà còn phụthuộc vào các yếu tố như lỗ mở trong sàn, hệ cây chống trong các lỗ mở, vànhiều yếu tô thi công khác

= Đối với các hỗ đào thi công tầng ham dién hình, với hỗ đào có chiều rộngkhoảng 20m, chuyền vị ngang tăng thêm của của tường vây tại sàn đầu tiênlà khoảng Imm đến 2mm cho mỗi bước dao và thi công san

= Đôi với các hô đào có chiêu rộng khoảng 60m hoặc lớn hơn chuyén vi ngangtăng thêm của tường là khoảng 2mm đên 6mm cho môi bước dao và thi côngsàn.

1.2.1.4 M Moeinil, B Rafezy2 and W P Howson: Investigation Into The FloorDiaphragm Flexibility In Rectangular Reinforced Concrete Buildings And ErrorFormula |5]

Các tác giả đã sử dụng phương pháp phan tử hữu han dé phân tích anh hưởngbiến dạng của sàn lên tường trong kết cau tường vây-sàn bằng bê tông cốt thép,thông số sử dụng là sàn bê tông cốt thép hình chữ nhật và có lỗ mở Tiếp theo đó,các tác giả sử dụng giả định kết cau tuyệt đối cứng để xác định công thức sai lệch.Công thức này được sử dụng để xác định sai lệch khi tính toán với các kết cấutương tự trong đó có giả định kết cầu chống đỡ là tuyệt đối cứng

1.2.2 Tình hình nghién cứu ở Việt Nam:

1.2.2.1 PGS.TS.Châu Ngọc An, TS Lê Văn Pha: Tinh toán hệ kết cấu bảo vệ hồmóng bằng phương pháp xét sự làm việc dong thời giữa dat nên và kết cấu [6]

Công trình trạm bơm nước sinh hoạt thuộc hệ thống xử ly nước Nhiéu Lộc-ThịNghè (TP.Hồ Chí Minh) có kích thước rộng 22m, dài 57,3m, sâu 19m Giải phápkết cau được chon là bản đáy bê tông cốt thép và các sàn liên kết vào hệ tường vâydày 1.2m, sâu 40m, đã được đúc trước với công nghệ đào rãnh nhồi bê tông tại chỗ.Chiều dày tường và cốt thép trong tường vây đã được chọn theo quá trình đào gồmcó từ 5-7 tầng thanh chống Giải pháp thi công được chọn gồm có 7 tầng thanhchống cho đến độ sâu đủ dé thi công ban đáy trạm bơm

Các tác giả đã tính toán hệ kết cầu chống đỡ bang phương pháp xét sự làm việcđồng thời giữa đất nền và hệ kết cau bang phương pháp phân tử hữu hạn với việc sửdụng phần mềm Plaxis cho phép kiểm tra 6n định và biến dạng đất nền và hệ kếtcầu ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình thi công

Kết quả tính toán lực dọc tác dụng lên các lớp thanh chống và kết quả đo đạcthực tế chênh lệch nhau từ 6 tới 22,9 % do đó việc sử dụng phương pháp phân tửhữu hạn băng phần mềm Plaxis với mô hình Mohr — Coulomb để kiểm tra 6n địnhvà biến dạng đất nền và hệ kết cấu ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình thicông là đáng tin cậy Trong bài báo này các tác giả cũng đã sử dụng mô đun biến

dạng E theo công thức tương quan thực nghiệm của Michel và Gardner (1975) và

Schurtmann (1970) E = 766 N (kN/m?).

Nội dung của bai báo nay chủ yếu tập trung nghiên cứu tong quan phương phápphân tử hữu hạn Plaxis xác định áp lực tác dụng lên tường chắn cũng như mô hìnhphù hợp trong Plaxis để sử dụng cho mô phỏng các lớp đất Qua việc so sánh giữacác kết quả tính toán phân tích Plaxis với kết quả quan trắc các kết luận cụ thể đượcrút ra như sau: Mô phỏng lớp đất bằng các mô hình Hardening Soil va MohrCoulomb cho kết quả hình dạng của biểu đồ chuyền vị với chiều sâu khá phù hợp sovới kết quả quan trắc thực tế Tuy nhiên, về độ lớn của chuyển vị ngang thì van cònchênh lệch Kết quả tính toán chuyền vị ngang theo mô hình Hardening Soil lớn hơn1,1 —2 lần; còn tính toán theo mô hình Mohr Coulomb gấp hơn 2 —6 lần so với kếtquả quan trắc

1.3 Tong kết chương 1:Qua những bài báo nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam Các tác giả bài báotrên đều nhân mạnh tầm quan trọng của hệ chống đỡ thi công hỗ dao sâu Tác gianhận thấy rằng về việc phân tích đánh giá tính chuyển vị ngang của tường vây hỗdao sâu băng phương pháp phan tử hữu hạn Plaxis là chủ yếu hiện nay so với cácphương pháp khác như: phương pháp giản đơn, phương pháp dầm trên nền đànhdi, Plaxis là phần mềm áp dụng phương pháp phan tử hữu hạn có những đặcđiểm nỗi trội như phân tích chính xác, khả năng mô phỏng các yếu tố tác động đếnkết quả phân tích mang tinh ưu việt và đáng tin cậy hơn Tuy nhiên, các bài báo trênvẫn chưa làm rõ được mối quan hệ giữa phân trăm diện tích lỗ mở cho phép của sànkhi thi công băng phương pháp Top-Down Luận văn này, tác giả sẽ kết hợp giữaphương pháp phân tích không gian bang phần mềm kết cau Etabs với phương phápphân tích phần tử hữu hạn Plaxis 2D để làm rõ mối quan hệ giữa độ cứng của sàn(phan trăm lỗ mở cho phép) và chuyển vị của tường vây thi công hố dao sâu bang

phương pháp Top-Down.

Dé tìm ra được mối quan hệ giữa độ cứng của sàn (phan trăm lỗ mở cho phép)và chuyển vi của tường vây thi công hỗ đào sâu bang phương pháp Top-Down cầnxác định được độ cứng dọc trục của san tầng hầm Phân tích những lý thuyết khác