Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích ảnh hưởng hạ mực nước ngầm đến ứng xử của tường Barrette và đất nền quanh hố đào thi công bằng phương pháp Bottom-Up

Việc xây dựng các công trình nói trên dẫn đếnxuất hiện hàng loạt hỗ đào sâu có kích thước lớn năm trong tang đất có địa chấtphức tạp và có mực nước ngầm cao.. Đánh giá ảnh hưởng của việc

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

NGUYEN VAN DUNG

PHAN TICH ANH HUONG HA MUC NUOC NGAM DEN

UNG XU CUA TUONG BARRETTE VA DAT NEN QUANHHO DAO THI CONG BANG PHUONG PHAP BOTTOM - UP

Chuyên ngành: Dia Kỹ Thuật Xây Dung

Mãsố: 60 5860

LUẬN VÁN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 06 năm 2014

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA — ĐHQG - TP HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS LE TRỌNG NGHĨA

Cán bộ chấm nhận xét Ï : - ¿2222 E2 EE+ESEESE+E+EEeEeEeEreEserserres

Cán bộ chấm nhận xét 2 : -. SG 2+ te E3E 3E 9E£ESEESESESEEsErEsesseree

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tai Trường Dai hoc Bách Khoa, DHQG Tp HCM

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Chủ nhiệm Bộ Môn quản lýchuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỎNG TRUONG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TS NGUYÊN MINH TÂM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Ho và tên học viên: NGUYEN VĂN DŨNG MSHV: 11094275Ngày tháng năm sinh: 25/03/1988 Nơi sinh: HAI DƯƠNGChuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60 58 60

Ill NGÀY GIAO NHIỆM VU: 20/01/2014

IV NGAY HOÀN THÀNH NHIEM VU: 20/06/2014

V CÁN BO HUONG DAN: TS LE TRONG NGHIA

Tp.HCM, ngay 20 thang 06 nam 2014

CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON TRUONG KHOA

(Họ tên va chữ ky) (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

TS LE TRONG NGHĨA PGS.TS VO PHAN — TS NGUYEN MINH TAM

LOI CAM ON

Tác giả chan thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thé quý Thay cô trong Bộmôn Địa Cơ Nền Móng - Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh về tat cả sựtruyền giảng tận tình những kiến thức, kinh nghiệm chuyên ngành thật quý giá để

giúp tác giả có đủ nên tang kiên thức dé thực hiện đề tài nghiên cứu nay.

Tác giả cũng gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc đến TS LêTrọng Nghĩa, thầy đã truyền đạt kiến thức, tận tâm hướng dẫn, định hướng, khíchlệ, động viên tác giả trong suốt quá trình thực hiện dé tài nghiên cứu, giúp cho tác

giả có những kiên thức hữu ích làm nên tảng cho công việc sau này.

Sau cùng, tác gia gửi lời biệt on chân thành, sâu sac đên gia đình va bạn bèvề sự quan tâm, giúp đỡ, động viên, ủng hộ tác gia trong suôt chặn đường thực hiệnđề tài nghiên cứu này.

Thanh pho Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2014

Học viên

NGUYÊN VĂN DŨNG

-Hi-TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong những năm gần đây ở nước ta, nhu cầu sử dụng và khai thác không gianngâm dưới mặt đất ngày càng nhiều Việc xây dựng các công trình nói trên dẫn đếnxuất hiện hàng loạt hỗ đào sâu có kích thước lớn năm trong tang đất có địa chấtphức tạp và có mực nước ngầm cao Việc nảy có thể gây ra nhiều sự cố cho cáccông trình lân cận do chuyền vị ngang va lún đất nền quanh khu vực thi công vượtgiới hạn cho phép Việc hạ mực nước ngâm trong quá trình thi công hồ dao gây lúnđất nền xung quanh lớn Nghiên cứu này nhăm đảm bảo sự 6n định và hiểu thêm vềhó dao sâu trong khu vực nên đất yếu có mực nước ngầm cao

Công trình nam tại TP.HCM với 22 tầng cao va 3 tầng ham, độ sâu đào lớnnhất (-14.3m), giải pháp chắn giữ hỗ đào là tường vây (diaphragm wall) có chiềuday 0.6m, dai 27m Thi công hố đào bằng phương pháp Bottom-up sử dung 3 hệchống shoring Kết quả quan trắc thực tế cho thấy chuyển vị ngang của tường vâylớn nhất năm ở gần khu vực đáy hố đào và lún mặt đất xung quanh hồ dao cũng lớn

Sử dụng phương pháp phân tích ngược bằng việc so sánh kết quả mô phỏngsau khi điều chỉnh modulus của đất sử dụng mô hình Hardening Soil với số liệu đođạc thực tế để kiểm chứng sự đúng đắn các thông số đầu vảo

Đánh giá ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm trong quá trình thi công hồđào làm cho cao độ nước ngầm bên ngoài hố đào giảm xuống làm cho chuyền vịngang của tường vây và lún đất nền xung quanh hồ đào tăng lên đáng kể

Kết qua phân tích nhận được với modulus Eÿ' =2300N,,,;E =3E' trongkhu vực địa chất nền cát cho kết quả gan sát với thực tế nhất Chuyển vị ngang củatường vây lớn nhất nam ở gần khu vực đáy hé đào va lún mặt đất xung quanh hỗđào lớn nhất cách hé đào khoảng 5m

-IV-ABSTRACT

Recently, underground spaces are being utilized much more in our country Inorder to construct the underground structures, the deep and big excavations incomplex soil strata and high groundwater level become more popular This maycause many problems for adjacent buildings due to the horizontal and verticaldeformations and soil around the construction area are beyond the allowabledeformation limits In addition, the dewatering during the excavation constructionstage also contributes to the increase of soil settlement This research is to study tounderstand more the behaviors of excavations in soft soils and high groundwaterlevel.

The twenty two stories and three basement stories building located in Ho ChiMinh City is investigated The excavation with 14.3m maximum depth will beconstructed The retaining wall is diaphragm wall with 0.6m in thickness and 27min length The excavation is excavated by Bottom-up method with three shoringsystems The site monitoring results show that the maximum _ horizontaldisplacement of wall is near the bottom of the excavation and the surface settlementaround excavation is also significant.

Using back analysis by comparing the analysis results obtained aftermodifying the soil modulus in Hardening Soil Model to the field results to verifythe accuracy of the input parameters.

Determinate the effects of dewatering during the construction stage onlowering the outer ground water level, significantly increasing the horizontaldeflection of the diaphragm wall and the settlement of soil area which are aroundexcavation.

The results achieved by analyzing with the following modulus

ref pref ref

Ex) = 2300N 73 Ey —=3Es for sand stratum show the best agreement to the fieldresults The maximum horizontal deformation of walls locate close to the bottomlevel of the excavation and the maximum settlement of the ground surface is 5m farfrom the excavation.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận văn này là đê tài nghiên cứu thực sự của tác giả,

được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Lê Trọng Nghĩa

Tất cả số liệu, kết quả tính toán, phân tích trong luận văn là hoàn toàn trung

thực Tôi cam đoan chịu trách nhiệm về sản phâm nghiên cứu của mình.

Thành pho Hô Chí Minh, tháng 06 năm 2014

Học viên

Nguyễn Văn Dũng

MỤC LỤCPHAN MỞ DAU 5 5s HH 03090308010803080388 010091910 1

1 Đặt vẫn đ: - n1 TT 1g TT TT TT TH TT TH ng net l

2 Mục tiêu nghiÊn CỨU - - - << 5G 0000019909000 0 vn l3 Nội dung nghiÊn CỨU - 9900011 re 24 Phương pháp nghiÊn CỨU . G1111 1931010 101 1 0090 0n 2

5 Ý nghĩa của để tài +5: t2 21123 15151511 11111115 111101711511 01 110111110101 11 00 gy 0 3

6.GIới hạn và phạm vi nghiÊn CỨU: - (<< <5 1333911101111 1 3 11111 kg ke 3

CHƯƠNG 1: TONG QUAN CÁC VAN DE VE HO ĐÀO SAU 41.1 Đặc điểm hỗ đào sâu -s c+ té HH Hà ng ng 41.2 Những yếu tô ảnh hưởng đến chuyến vị hố đảo - 2 cesses 51.2.1 Tác động của sự thay đổi ứng suất trong nỀn - +25 5s+s+csccscs2 51.2.2 Kích thước hồ da0 seeseesseessessesseesseesseesseessecesceseceseessecssecsusesasesusesasesnesses 51.2.3 Tình trạng nước ngầm + + © E S2 SE E915 1 1211111151111 1 1111k 5

1.2.4 Biện pháp thi CON - - GG 1H ke 6

1.2.5 Ứng suất ngang ban đầu trong đất - + + 5256 SEcx+EEEErkrkrrerersred 61.2.6 Đặc tính của đất - - s-kttcvnS1111 11T H111 11T HT TH ng 61.2.7 Một số sự cỗ công trình do hồ đào sâu Gv xxx eEskskskseree 71.3 Một số công trình trên thế giới và việt nam + 222 +5+s+++££z£szezesree 81.4 Chuyén vi tường vây va đất nên trong hố đào SAU 91.5 Hạ mực nước ngâm ảnh hưởng đến chuyền vị đất nên - 2 5 5: II1.6 Dòng chảy trong đất - c5: tt S111 1115111111 111111 1111011101701 11 01111 ty 19

1.7 Phuong pháp thoát nước mat [ Ï | - - - << 5< 6E <1 E++SESseeeeeeeeeeeses 20

1.8 Phương pháp giếng điểm [ I] ¿25 2S SESE£E£E£EEEE£E£EeEEEEErErkrkrrrreee 22CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LY THUY ÊƑT - 5< s<-s<ss+ss+sseEsseEseetserssesesosessie 242.1 Tính toán lưu lượng nước chảy vao trong hố đào [13] - 5-5 5<: 242.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 2 2 2 +E+E+E+E£EE£E£E£E+E£EE£E£ErErrrreree, 3l2.2.1 Phan tử tiẾp XÚC - - 2S 1 E1 113111151511 110111111111 011111111101 11 1 y0 31

2.2.2 Mô hình hardening soil cho tính toán PTHH sử dụng plaxis 31

-Vi-2.2.3 Tính Toán Dong Tham Theo Phuong Pháp Phần Tử Hữu Han (Fem)

Trong Chương Trình PÏAXIS G1139 1 90kg 37

-Vil-2.24 Ứng xử "Undrained" Và "Drained" c.cccecccccsesecsescsesseseseseseeseeseeeeen 402.3 Thông số đầu vào của đất nền công trình ¿+2 255+s+£+£z£zzszx+esree 432.3.1 Thông số E, V - << <3 3111151511515 5115151511111 11111111 432.3.2 Thông SỐ 07, Q„ 2.2L C2 1 1 1 121 11111112111111 0111 1101101111121 01111 H0 452.3.3 Hệ số thấm K - tt E111 S191 919191 1 3 910111 1111111113 1111111 ki 46CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP VA LỰA CHON MÔ HÌNH PHAN TÍCH DANH GIATAC DONG CUA VIỆC HẠ MỰC NƯỚC NGAM DEN CHUYEN VỊ CUATƯỜNG BARRETTE VA DAT NEN QUANH HO DAO -s5-s-5 48

3.1 Goi thiệu công trình nghiÊn CUU - G1999 1 1 ke 46

3.1.1 Tổng quan về công trình ¿2 + + 2 SESE£E#ESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErErrre, 463.1.2 Địa chất công trình -. ¿¿- +2 SE SE 2E E9 E1 123 1511151111171 1115 111111 493.1.3 Trình tự thi công hố đảo - ¿556k S11 3 1515112121 71111 111111111 xe 543.2 Phân tích hố đào công trình - - + 2 +E+E+E+EEEEE£E£ESEEEEEEEEEEEESErrkrkrkrree 583.2.1 Chuyến vị ngang thực tế công trình bằng quan trắc - 583.2.2 Các thông số đầu Va0 v.cccccccccccccsessssesssessscsescscsssscsescsssesessesssssssseeseseeeees 603.2.2.1 Phụ tải mặt đất tt S13 1 121111 11111121111 11010101 11111111 te 603.2.2.2 Thông số đầu vào địa Chat - 5-5252 1 E2 E1 121215 11121111 te 603.2.2.3 Thông số tường VAY - + +56 t1 E1 1 1115111111111 111 1111 cty 623.2.2.4 Thông số thanh chống + ¿2 +2 2 SE +E£E£E#EEE£E£E£ESEEEEEEEErkrrrree, 623.2.2.5 Thông số sàn BTCT tang ham - ¿2-52 + 2 2£E+E£E+EzE£ererrsree, 633.3 Mô phỏng bài toán băng phần mềm Plaxis 5+ 2 252 522s+£+£z£z£sz£zce2 633.4 Kết quả kiểm chứng phân tích chuyển vị ngang tường vây va lún đất nền hỗ

đào 67

3.4.1 Kết quả dao các giai đoạn thi công 5-5 + c2 ececxctErrxrkrrereee 663.5 Phân tích việc ha mực nước ngầm anh hưởng đến chuyền vị tường vây va lún0010 eee ccscscscscscssssesescscsssscscscscsvsscscscscsssscscscscsssscscscsvsssscscssssscssecscscssseeeeecens 80

3.5.1 Tổng quan hạ mực nước ngâm tại công trình wo 803.5.2 Mô phỏng bai toán ha mực nước ngầm bang phần mềm Plaxis 823.5.3 Phân tích độ lún đất nền và chuyén vị của tường vây ở trường hợp đảo datở phase cuối (~ 4.3m): - -< <SSSESES33 3111515151515 5151111111111 111 11117115151501 1111k 853.5.3.1 Kết quả mực nước ngầm thay đối bên ngoài hố đào: 853.5.3.2 Kết quả chuyền vi lún của đất nền theo lưu lượng bơm: 87

-VIII-3.5.3.3 Kết quả chuyền vi của tường vây theo lưu lượng bơm: 86KẾT LUẬN VÀ KIEN ïNGHỊ, 2 5-5-5 << << s93 Exesesesesesessesee 90I8 0n07 0077 Ả 9018.4i1).8./0:00 90TÀI LIEU THAM IKKHÁO -< 5 5-5° 5° 5< << se SE EsEsES£ S5 EEsEseseseEeesesesesee 91

ix-DANH MUC HINH ANH, HINH VE

Hình 1.1 Hình anh đất nên cạnh hồ dao công trình sụp Ino 2 525555552 7

Hình 1.2 Hiện trạng thi công công trình và ngôi nhà sập lân cận - - 8

Hình 1.3 Chuyén vi và biến dạng điển hình của tường trong hỗ dao sâu so sánh giữathực tế và tính toán (Chang-Yu Ou, 1996[10]) ¿-¿- ¿5+ 2 252 £E2E£E+E£EEErErerrerrsred 9Hình 1.4 Đường biến dạng đề nghị dé đánh giá chuyền vị của đất cạnh hỗ đào cho cácloại đất khác nhau (Clough & Rourke 1990) 10] 5- - 2 2 252 222£+£z£z£zezeresree 10Hình 1.5 Dang tường của biểu đ chuyên vi (Hsieh & Ou 1998) - 11Hình 1.6 Dạng 1 m của biểu đ chuyến vị (Hsieh & Ou 1998) - 2555555552 11Hình 1.7 Các loại dòng chảy c thể d n đến chuyền vị lún đất nên (by 13

Clough & O’ Rourke, 1990) [10] - ¿5 ¿5£ EE2SE+E£E£EE£E£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkerrred 13

Hình 1.8 Mat bằng bồ trí khu vực nhà xung quanh hồ dao [12] -5-<- 14Hình 1.9 Mặt cat địa chất công trình Sarawak [ 12] - 5-5-5 + s+s+x+x+E+EsEsrerrees 15Hình 1.10 Hình ảnh khu vực nhà lân cận bị nứt và lún vỉa hè do lún đất nên 15Hình 1.11 Sự thay đối cao độ mực nước ngầm so với khoảng cách hồ đảo [12] l6Hình 1.12 Kết quả quan trắc chuyền vị lún đất nền so với khoảng cách hồ dao [12] 17Hình 1.13 Hình anh thi công hỗ đảo tại công trình Penang - 2 2 555552 18Hình 1.14 Mặt cat thi công hố đào tang ham công trình Penang [12] 18Hình 2.1 Nước chảy dưới chân tường vay trong tang thắm nước vô han 24Hình 2.2 Nước chảy dưới chân tường vây trong tang thắm nước hữu hạn 25Hình 2.3 Nước chảy dưới chân tường vây dai vô hạn trong tầng tham nước hữu hạn 26

Hình 2.4 Tường ngăn nước hé đào và toán đ xác định biến số f' 27Hình 2.5 Tường ngăn nước hồ đào dài vô han và toán đ xác định biến số ? 28

Hình 2.6 Tường ngăn nước hố đào hữu hạn và toán đ xác định biến số #' 29

Hình 2.7 E0 và E50 được xác định từ kết quả thí nghiệm nén 3 trục thoát nước tiêuchuẩn _ - CC S331 1 1111111115151 15 1511111101111 1111111111111 1111710 1111 1e 32Hình 2.8 Phương pháp xác định Mô đun của đất từ kết quả nén 1 trục 32Hình 2.9 Mô phỏng các quan hệ khi xác định Mô đun của đất khi chịu tải 33

Hình 2.10 Mô đun nén 1 trục của sét cố kết thường trong gia tải ban dau theo anbu

ăn 34

Hình 2.11 Ð thị quan hệ e — log Z và xác định các trị số m_ c-c c2 34

Hình 2.12 Đường cong hyperbol ứng suất-biễn dạng trong gia tải ban đầu của thínghiệm nén 3 trục thoát nước tiêu CHUAN, SG G1212 11121 1E 11111 reo 35

Hình 2.13 Đường cong hyperbol xấp xỉ theo Kondner(1963) và Duncan (1970) [2] 35

Hình 2.14 Phương pháp xác định EUT G9 hen 36Hình 2.15 Biểu đ quan hệ giữa EO va Eur theo Duncan (1970) 25-5-5¿ 36Hình 2.16 Mô tả dòng thấm liên tục trong đất ¿-¿-2- 5252 52+s+e+eszscscsd 38Hình 2.17 Hệ số điều chỉnh lưu lượng thấm giữa khu vực đất bão hòa (a) và đất không5108.0800077 © 39

Hình 3.1 Mặt bằng tong thể công trình: - + ¿2£ S22 +E£E+E+E£EE£E£EzEzEerzrersred 49Hình 3.2 Mặt bằngtường vây và hệ thanh chống đỡ hỗ m ng công trình (H400)¬ ä 49

Hình 3.3 Mặt cat địa chất công trình [3]_ ¿- ¿2-56 E+E+E+E+E+ESESESEeEerkrersrees 50Hình 3.4 Biểu đ NSPT va dung trọng ướt + 2525526 +c+E£2+E£EzEsEerererered 53Hình 3.5 Các giai đoạn chính thi công hố đào 2-5- 52 2 scs+e+escee 58Hình 3.6 Các mốc quan trắc trong quá trình thi công tầng ham -. - 58

Hình 3.7 Quan trac chuyển vị ngang tường vây tai các giai đoạn dao đất 59

Hình 3.8 Tổng quan mô phỏng bai toán trong plaxis ¿-55555+ccs<scs¿ 63Hình 3.9 Mô phỏng các giai đoạn thi công hồ đảo - 5-5 25252 2<+c+£s£scscs2 65Hình 3.10 B6 trí điểm phân tích chuyên vị lún của đất nền . -<- 66Hình 3.11 Kết quả các phase tính toán thi công hồ đào - 2 555552 66Hình 3.12 So sánh chuyển vị ngang tường vây ứng với pha đào đất cao độ -3.0m 67

Hình 3.13 So sánh chuyển vị ngang tường vây ứng với pha đào đất cao độ -7.0m 68

Hình 3.14 So sánh chuyển vị ngang tường vây ứng với pha đảo dat cao độ -11.0m 69

Hình 3.15 So sánh chuyển vị ngang tường vây ứng với pha đào đất cao độ -14.3m 70

Hình 3.16 So sánh chuyền vị lún đất nền theo thời gian thi công cạnh hồ đào 7]

Hình 3.17 So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với EX’ =2000MN.„„ 72

Hình 3.18 So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với ES! =2100N„„ 73

Hình 3.19 So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với EX! =2200N.„„ 74

_xi-Hình 3.20 So sánh kết quả chuyển vị của tường vay ứng với EX’ =2300N.„ 75

Hình 3.21 So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với EX’ =2400N.„„ 76

Hình 3.22 So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với EX’ =2500N.„ 77

Hình 3.23 So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với ES! =2600N„„ 78

Hình 3.24 Kết quả chuyền vị ngang tường vây lớn nhất khi thay đối thông số E (ứngvới pha đào đất cao độ -14.3M) ¿-¿-cScStSHSH 31111151515 5111111 1111101111111 T1 T11 80Hình 3.25 Mặt băng bố trí giếng thu hạ mực nước ngẫm - terete 81Hình 3.26 Độ sâu ha mực nước ngầm trong quá trình thi công hồ dao theo thời gianHình 3.27 Dòng thấm xuất hiện dưới chân tường vây quanh hồ đào (cao độ -7.0m) 82

Hình 3.28 Dòng thấm xuất hiện dưới chân tường vây quanh hồ dao (cao độ -11.0m)t ốỐỐỐ 83

Hình 3.29 Dòng thấm xuất hiện dưới chân tường vây quanh hồ đào (cao độ -14.3m)t ốỐỐỐ 83

Hình 3.30 So sánh độ sâu hạ mực nước ngầm trong quá trình thi hỗ dao 84

Hình 3.31 So sánh mực nước ngầm thay đổi xung quanh hỗ đào (ứng với pha đào đất(oF: C06 (Ons ke) 10) “44a 85

Hình 3.32 So sánh cao độ hạ mực nước ngâm trong va ngoài hố đào (ứng với pha đàođất cao độ - 4.3m) - k1 21 1T 511111111 111111111 H111 ngu rkg 85Hình 3.33 So sánh chuyển vi mặt đất quanh hố đào (ứng với pha dao đất -14.3m) 86Hình 3.34 So sánh chuyển vị ngang tường vây (ứng với pha đào đất cao độ -14.3m)Hình 3.35 So sánh chuyển vị ngang tường vây (ứng với pha đào đất cao độ -14.3m)

sau khi hiệu chỉnh E và lưu lượng Q GG SH ng vn 88

Hình 3.36 Kết quả chuyén vị ngang tường vây lớn nhất khi thay đổi lưu lượng nướcchảy vào trong hé dao (ứng với pha đào đất cao độ -14.3m) 5 s55: 89

-XII-DANH MỤC BANG

Bảng 1.1 Hệ số Ï” - CS S331 1 1111111111151511 1111111111111 1111710011111 1x0 7Bảng 1.2 Hệ số thấm va bán kính ảnh hưởng, - - 2 2 25+ £££E££z£z£zecxd 8Bảng 2.1 Mối quan hệ giữa hệ số tham và Qw cho giếng điểm ( S_, 1988) [14] 30Bảng 2.2 Mối quan hệ giữa loại đất và Qw cho giếng điểm ( S_ 1988) [14] 30Bảng 2.3 Tong hợp các nét chính của mô hình HSM ¿2-5-5 25255552 37Bảng 2.4 Tương quan giữa mô đun biến dạng E theo Nopp - 5 2 552 c<cscec: 44

Bang 2.5 Quan hệ giữa Es và SU ou eceeesssnncceceesseseeecceeesesnneeeceessesnaeeceeeeeeeesnaeeeeeees 44

Bang 2.6 Giá trị hệ số vs theo Das, BLM wieccccccscsccsescssscsssesescscsssscsesssssesesessssssesesees 45Bang 2.7: Bảng tham khảo giá trị sức chéng cắt theo tên đất và trang thái của đất từ thi

nghiệm nén 3 trục theo các sod U-U và C-U [15] 555S+s<<<Sssssseseseeeesss 45

Bảng 2.8 Hệ số thắm k của một số loại đất theo Das, B M [5]_ - 46Bảng 2.9 Hệ số thấm điển hình của dat theo N VE C (1983) - ATBang 3.1 Mô tả địa chất công trình [3] c.cccccccccscceescscssssesescscssesesessssssssesessseesssesees 50Bảng 3.2 Chỉ tiêu cơ lý của đất c- + + e1 1 1212 1111111211111 re 52Bảng 3.3 Trình tự thi công phần ngầm thực tẾ ¿-+ 255 2 2 2+s+£z£z£erscsd 54Bảng 3.4 Tổng hợp thông số dia chat cho mô hình Hardening soil 61Bang 3.5 Thông số đầu vào tường vây hồ đào (Diaphragm wall)_ 62Bảng 3.6 Thông số đầu vào của thanh chống . ¿- ¿2-2 +6+EE+E+E+E+EeEeEersreei 62Bảng 3.7 Thông số đầu vào sản BTCT tầng ham - 2-5 +c+c+E+Esrsrree, 63Bang 3.8 Quan trắc hạ mực nước ngầm - + ¿%6 + SE SE£E£ESEEEEEEEEeErkrrrkred 81Bang 3.9 Kết qua tính toán dòng thắm lớn nhất ở đáy hỗ đào trong các giai đoạn đào

-]-PHAN MỞ DAU

1 Dat van dé:Chuyén vị ngang quá mức của tường vây va kết hợp với lún của bề mặt matđất thường là những nguyên nhân chính gây ra thiệt hại của các tòa nhà lân cận Dođó, bắt buộc phải giảm thiểu tối đa chuyển vị tường vây va lún bề mặt đất trong quátrình dao hầm là mối quan tâm hang đầu dé bảo vệ tính toan vẹn của các công trình

liên kê.

Ngày nay cùng với sự phát triển về kinh tế, Nhu cầu sử dụng phần không giandưới mặt đất dé xây dựng công trình ngày càng phố biến và bức thiết, nhất là trongcác thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh Các công trình xây dựng này cóphân kết cầu ngầm sâu trong đất Điều này đã trở thành xu thế chính trong quá trìnhhiện đại hóa các thành phố lớn Vì vậy, hầu hết các công trường xây dựng được baoquanh bởi các tòa nhà xung quanh Các trường hợp xây dựng gây thiệt hại lớn đếncông trình dân cư lân cận thường được báo cáo là do các dự án hồ đào sâu do tínhtoán chưa đạt và thiếu kiểm soát chuyển vị của mặt đất Đặc biệt việc hạ mực nướcngâm làm lún đất nền gây ảnh hưởng lớn đến các công trình xung quanh Vì vậy đểđảm bảo 6n định cho hé đào va các công trình lân cận đòi hỏi phải biện pháp tính

toán và thi công chặt chẽ.Xuât phát từ thực tiên trên, việc nghiên cứu ảnh hưởng của việc hạ mực nướcngâm trong quá trình thi công hồ đào là một yêu câu cap thiệt

2 Mục tiêu nghiên cứu

Lựa chọn thông số địa chất đầu vào nhằm phân tích chuyển vị ngang của tườngvây va lún đất nền xung quanh hồ đào trong quá trình thi công để 6n định cho hồ

đào.

Mô phỏng thi công hỗ đào bang phần mềm plaxis dé phân tích và đánh giá sựlàm việc của tường vây và chuyền vị lún đất nền quanh hồ dao so với quan trắc thực

Lá^

te.

Dé dap ứng được những việc tính toán và nghiên cứu, tác gia đi sâu tìm hiệu

những cơ sở lý thuyết làm nên tang, đưa ra được những thông số và mô hình hợp lý.Tương quan tính toán công trình thực tế băng các mô hình phần tử hữu hạn vàkết quả quan trắc thực tế, từ đó rút ra những kết luận

4 Phương pháp nghiên cứu

Xuất phat từ những yêu cau thực tế nêu trên va các kết quả nghiên cứu củacác tác giả trên thế giới, tác giả đã tiếp cận dé tai: “Phân Tích Anh HưởngHạ Mực Nước Ngầm Đến Ứng Xứ Cia Tường Barrette Va Đất NềnQuanh Hồ Đào Thi Công Băng Phương Pháp Bottom — Up” và tác giảchọn đề xuất giải pháp thiết kế dùng phương pháp phần Tử Hữu Hạn để sosánh kết quả

Luận văn tập trung nghiên cứu những vẫn đề sau:VY Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết tính toán* Nghiên cứu lý thuyết về phan tử hữu hạn (FEM)Y Mô phỏng bài toán công trình thực tế bang PPPTHH sử dụng phần mém

công trình bên cạnh hé dao và gây mất 6n định hồ đảo.

6 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu:Giới hạn của đê tai chỉ phân tích mô đun biên dạng dau vào cho việc mô phỏngvà ảnh hưởng của việc hạ nước ngâm đền chuyên vi của tường chăn va dat nên xung

quanh mà không phân tích đến các nguyên nhân khác

Phạm vi của dé tài chi mới xét đền mô hình trong Plaxis là mô hình dan hôi —

dẻo Hardening soil chưa xét đến những mô hình của đất khác

Dé tài dựa trên ho sơ khảo sat địa chat, các sô liệu quan trac, và tiên độ thicông thực tê xem như là tương đôi chính xác đê làm cơ sở nghiên cứu cho bài toánphân tích.

_ 4.

CHUONG 1: TONG QUAN CAC VAN DE VE HO DAO SAU

1.1 Dac diém ho dao sau

Hau như các thành phố lớn trên thé giới, do diện tích đất đai ngày càng thu hepvà giá cả tăng cao Vì vậy việc xây mới các đô thị nhằm triệt khai thác va sử dụngkhông gian dưới mặt đất cho nhiều mục đích khác nhau Các công trình nay tậptrung trong những khu dân cư đông đúc, khả năng giao thông hạn chế, phần lớn làxây chen nên việc thi công hỗ đào rất khó khăn Yêu câu tất yếu đặt ra là hỗ daophải dam bảo tính ôn định, cũng như chuyển vị của hỗ đào phải được khống chếtrong giới hạn cho phép là rất nghiêm ngặt, tránh gây tác động xấu cho các công

trình hiện hữu lân cận.

Tính chất của dat đá thường biến đổi trong khoảng khá rộng, điều kiện an dấucủa địa chất và tính phức tạp, tính không đồng đều của điều kiện địa chất thủy vanthường làm cho số liệu khảo sát có tính phân tán lớn, khó đại diện được cho tìnhhình tổng thể của các tầng đất, hơn nữa, tính chính xác cũng tương đối thấp, tăngthêm khó khăn cho thiết kế va thi công công trình hé đào sâu

Đào hồ đào sâu trong điều kiện đất yếu, mực nước ngầm cao và các điều kiệnhiện trường phức tạp khác rất dễ sinh ra trượt lở khối đất, mất ôn định hồ dao sâu,thân cọc bị chuyền dịch vị trí, đáy hồ trồi lên, kết cấu chăn giữ bi rò nước nghiêmtrọng hoặc bị chảy dat làm hư hại hố đào sâu, UY hiếp nghiêm trọng các công

trình xây dựng, các công trình ngâm và đường ông ở xung quanh.Việc thi công hô đào sâu ở các hiện trường lân cận như đóng cọc, hạ nướcngâm, dao dat đêu có thê sinh ra những ảnh hưởng hoặc không chê lân nhau,tăng thêm các nhân tô dé có thê gay ra sự cô.

Công trình hồ dao sâu có giá thành khá cao, nhưng lại chỉ có tính tạm thời nênthường là không muốn dau tư chi phí nhiều Nhưng nếu dé xảy ra sự cô thì xử lí sẽvô cùng khó khăn, gây ra tồn thất lớn về kinh tế và ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt

xã hội.

_5-Công trình hỗ dao sâu có chu kì thi công dài, từ khi dao dat cho đến khi hoànthành toàn bộ các công trình kín khuất ngầm dưới mặt đất phải trải qua nhiều lầnmưa to, nhiều lần chất tải, chan dong, thi công có sai phạm v.v tính ngẫu nhiên

của mức độ an toàn tương đôi lớn, sự cô xảy ra thường là đột biên.

1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến chuyền vị hồ đào [1]1.2.1 Tác động của sự thay đối ứng suất trong nền

Sự thay đối ứng suất xảy ra ở hai dang phan tử đất: phần tử ở cạnh hồ đảo vàphân tử ở đáy hé dao

Sự giảm ứng suất tổng theo phương đứng và ngang xảy ra trong quá trình đàođất dẫn đến sự thay đổi áp lực đất chủ động trong nên và sự thay đổi cân băng áplực nước lỗ rỗng có tác động tới biến dạng của đất

1.2.2 Kich thước hồ đàoDiện tích mặt bang và độ sâu của hỗ đào có ảnh hưởng rất lớn tới sự mở rộngvà sự dịch chuyển của đất xung quanh và bên dưới đáy hé đảo Ở điện thành hỗ đàocó chan giữ bình thường thì sự dịch chuyển không thé tránh khỏi của đất vao tronghé dao khoảng 0-25% độ sâu của hé dao trong đất sét yếu và khoảng 0-0.5% độ sâucủa hồ đảo trong đất sét cứng hoặc đất cát chặt

1.2.3 Tình trạng nước ngầm

Tác động của nước ngâm đôi với độ lún của đât là rât đa dạng và xảy ra theotừng giai đoạn khác nhau của quá trình thi công đào đât Dòng thâm là nguyên nhânlàm giảm ap lực nước ngâm, làm gia tăng ứng suât hữu hiệu, độ lún ngoài biên ho

móng va làm phinh trồi đáy hố dao

Sự hạ mực nước ngâm lớn nhât ở gan hồ đào và giảm dân theo sự tăng khoảngcách so với hô dao Vi vay dat nên gân hô đào sẽ bi ảnh hưởng lớn nhật.

1.2.4 Biện pháp thi công

_6-Việc lựa chọn biện pháp thi công tong thé đối với tang ham bang biện phápBottom — up, sử dụng tường chăn barrette và các thanh chống, điều này cũng có ảnhhưởng đến sự chuyền dịch của đất ở quanh hồ móng

1.2.5 Ứng suất ngang ban đầu trong đấtTrong các vùng đất cao, tồn tại những ứng suất theo phương ngang ở trong đấtkiểu như trong sét quá cô kết, giá trị của hệ số áp lực đất lớn hơn KO, biến dang củađất xung quanh hồ đào ting, thậm chí xảy ra ngay trong cả những hé đào nông Đốivới đất có tính nén thấp, giá trị của hệ số áp lực ở trạng thái nghỉ là KO, bién dang

giằng biên kết hợp dịch chuyền lớn.1.2.7 Một số sự cố công trình do hồ đào sâu

Tai công trình “Sai Gon Residences” số 11 Thi Sách, Q.1 TPHCM Ngày 10-2007 Xuất hiện dòng nước phun mạnh từ đáy hỗ móng lên khi đang thi công daođất tầng ham làm cho mặt đất ngay tiền sảnh chung cư số 5 Nguyễn Siêu, đã bị sụpmột hồ sâu với kích thước khoảng 6m2, độ sâu hơn 2 mét kéo theo một số cây xanhvà một cây cột điện bị đồ Một số căn hộ tang trệt cạnh đó đã bi sụt nền Via hè dọckhu chung cư này có nhiều vết nứt lớn chạy dài Toàn bộ 5 tầng của chung cư đã bị

30-nhiêu vêt nứt (cả cũ và mới) xé toang.

Tại công trình cao ốc Saigon Plaza 24 Lê Thánh Tôn (phường Bến Nghé, quận1, TP.HCM) Ngày 20-12-2013 đang thi công phần móng thì xảy ra sự cô gây ảnh

_7-hưởng đến tòa nhà lân cận là trụ sở TAND TPHCM (số 26 Lê Thánh Tôn) Tại hiệntrường, khoảng 6 mét tường bao quanh khuôn viên Tòa án bị đồ sập, kính bên trongtrụ sở Tòa án có vài chỗ nứt vỡ Ngay trước mặt tiền TAND TP.HCM xuất hiện mộthồ sâu 2 mét, rộng khoảng 4 mét

Tại cao 6c văn phòng, trung tâm thương mại va căn hộ cho thuê (cao Ốc

M&C), có tong điện tích san là 127,126m#, trong đó có 5 tang hầm va cao 40 tang

ngày 31-01-2010 trong quá trình thi công tang hầm tường vây xuất hiện một sốkhuyết làm nước ngầm cing bùn đất chảy vào tầng hầm công trình gây sụt lún nềnmóng làm sập đồ nhà cũng như sụt lở lòng lề đường

* 210 là01L il Ỉ >

f \ TA-TU Lớn

Hình 1.2 Hiện trạng thi công công trình và ngôi nhà sập lán cận

1.3 Một số công trình trên thế giới và việt namTrong những năm gan đây ở nước ta, tại các thành phố lớn như Hà Nội, Thanhphó Hồ Chi Minh bat đầu sử dụng các tang ham dưới các nhà cao tang với hỗ móng

sâu có chiêu sâu đên 17m và chiêu sâu của tường đên trên 40m.

Van đê cot lõi thực sự can quan tâm là: thiệt kê, thi công kêt câu chăn giữ hômóng sâu và công nghệ đào thích hợp, cũng như vần đê an toàn môi trường và

không gây ảnh hưởng đến các công trình xung quanh

Dưới đây là một số công trình tiêu biểu có sử dụng tường vây:

e Dự án Vietcombank Tower

Quy mô dự án gồm 35 tầng, 4 tầng hầm với các khu tiện ích, khu phục vụ, khubán lẻ, nhà hàng và bãi đậu xe được xây dựng trên diện tích khoảng 3.200 m2, tiếpgiáp quảng trường Mê Linh, đường Tôn Đức Thang, Hai Bà Trung, Mạc Thi Bưởi

e© Dự an Vinamilk Tower - Thành Phố Hồ Chí MinhVới diện tích đất 2.475 m2, tong diện tích sản xây dựng hơn 19.500 m2 với 2tầng hầm và 14 tầng cao tại lô CóA — 02 P Tân Phú, Q.7, Tp.HCM, thuộc Khu đô

thị Phú Mỹ Hung Khởi công từ ngày 05-01-2009, sau 8 tháng thi công, Coteccons

đã hoàn thành trước tiến độ phần ham của công trình được đánh giá là rất khó khăn

_9_Do nằm trong khu vực địa chất đất yếu, tiềm ấn nhiều rủi ro Tang hầm của công

trình có tổng chiều sâu là 8.6m, biện pháp thi công đào đất băng phương phápBottom-up, hệ tường vây được chăn giữ bang các module panel liên kết với nhau

tạo thành hệ tường khép kín Kích thước của một module panel là:0.8mx2.8mx27m.

e Dw an MR Residential Building (MRRB)

Công trình MR Residential Building (MRRB), có kết cau 35 tang va 6 tầngham, tang ham dung dé xe, độ sâu tang ham 22.3m, str dụng hệ tường vây day 1mkết hop cọc Jet Grouting cải thiện mặt đất Diện tích mặt bang 2240m2 (32mx70m),ở Thành Phố Kaohsiung phía nam Đài Loan

1.4 Chuyển vị tường vây và đất nền trong hồ đào sâu

Đường cong chuyểnv —>

sét mêm, dẻo cứng.

-10-Tuy nhiên, các phương pháp tính độ lún kết hợp với các tác động khác như hạ

mực nước ngầm, việc đào hoặc thi công các hồ móng sâu, việc thi công các tường

vây như chính là bài toàn thực hành trong việc thi công tường vây ngày nay thì

không được xét đến và nó sẽ được dùng trong phương pháp dự đoán bảo toàn

c) Soft to Medium Clays

Hình 1.4 Đường biến dạng dé nghị dé đánh giá chuyên vị của dat cạnh hồđào cho các loại đất khác nhau (Clough & Rourke 1990)[10]

Hsieh và Ou (1998) quan sát và kết luận có 2 nguyên nhân chính gây lún từviệc thi công hồ đào: 1) loại tường: được thé hiện trên Hình 1.5, với độ lún lớn nhấtxuất hiện tại mép tường 2) vùng trũng: được thé hiện trên Hình 1.6, với độ lún lớnnhất xuất hiện tại một khoảng cách vị trí tường chống

Primaryinfluence

Khi thi công hố dao thường phải đào đất ở phía dưới mực nước ngầm, nhất là

đôi với các nhà cao tâng, móng đặt rât sâu Khi thi công nêu nước ngầm thâm vào

-

12-trong hỗ móng làm cho hố móng bị ngập nước nên sẽ hạ thấp cường độ của đất nên,tính nén co tăng lên, công trình sẽ bị lún quá lớn hoặc tăng thêm ứng suất trọnglượng bản thân của đất, tạo ra lún phụ thêm của móng, điều đó sẽ trực tiếp ảnhhưởng đến an toan công trình xây dựng Do đó khi thi công hố móng cần thiết phảicó các biện pháp hạ mực nước và thoát nước tích cực để cho móng được thi công

trong trạng thái khô ráo.

Khi áp dụng các biện pháp hạ nước, thoát nước phải tính đến các nhân tố sau:e Loại đất và hệ số thấm thấu

e Tình hình nước ngầm có áp hay nước ngầm không có áp

e Cot yêu câu hạ thâp mực nước va cot mực nước ngâm, thường thì mực

nước ngầm phải được hạ thấp đến dưới đáy hé đào (0,5-1,0m)e Dùng hình thức nào để chống giữ thành hỗ đào, đặc biệt là hỗ móng

sâu.

e Diện tích hỗ móng lớn hay nhỏ.e Cần phải khảo sát hiện trường công trình (cao độ, kết cầu công trình lân

cận, thiết bị ngâm, hệ thống thoát nước )Dòng chảy của nước bên trong và xung quanh hố đào có thé xuất hiện theo

những cơ chê sau:

e Dòng chảy vảo trong hỗ đào do tường vây thi công không đảm bảo xuấthiện những vị trí bị lỗi, vết nứt, mối nói giữa các cọc hay cw vv

e Dòng chảy dọc theo thân tường vào trong hỗ đào khi thoát nước tronghồ đào

e Dòng chảy bên dưới chân tường vây (chân tường vây nam trong khuvùng dia chất có tính thắm)

e Dòng chảy do nước mate Dòng chảy do thoát nước trong đất

-13-Hình 1.7 cho thay dòng chảy có thé dẫn đến chuyền vị đất nền Nếu các van déở trên xuất hiện tại công trình ảnh hưởng của chuyền vi lún đất nền sẽ mở rộngkhoảng cách đến những khu vực mực nước ngầm không bị ảnh hưởng (giảm) Sự hạthấp mực nước ngầm trong lòng đất sẽ làm tăng ứng suất hữu hiệu đất nền gây rabiến dạng và lún mặt đất Nếu vùng ảnh hưởng năm trong khu vực hình thành đávôi (e.g parts of Ipoh and Kuala Lumpur of Malaysia) với đặc trưng khu vực nên đávôi sẽ gay ra sự sụt lún nên, có khe nứt, phình trồi Sự hạ thấp mực nước ngầm CÓthé hình thành hồ gây sụt lún đất nên

Hai bài báo trình bày sự chuyển vị lún đất nên do hạ thấp mực nước ngầm mởrộng khoảng cách ảnh hưởng từ 20 đến 30 lần độ sâu lớn nhất của hồ đào Tóm lạinếu áp lực thủy tĩnh bị phá vỡ hoặc không kiêm soát được thì sự bơm bút nướcngâm xảy ra tại khu vực thi công sẽ ảnh hưởng chuyên vi lún đất nền xung quanhdo hạ thấp cao độ mực nước ngầm có thể mở rộng hơn gây kết quả thiệt hại cáccông trình xung quanh van dé này rất quân trọng trong quá trình thi công hỗ đảo

aa

Flow From Perched Water Flow Caused by Dewatering

Hình 1.7 Các loại dong chảy có thé dan đến chuyển vi lún dat nên (by

Clough & O’Rourke, 1990) [10]

-14-Thi công hồ đào tầng hầm tại Sarawak [12]Nhiều cửa hàng ba tầng xung quanh một khu vực dự án có liên quan đến đảođất tang ham xuất hiện các vết nứt trong các tòa nha và hiện tượng lún của vỉa hè vàhệ thống công thoát nước Các cửa hàng được hỗ trợ bởi cọc Bakau (một loại cọc gỗtự nhiên) Các chuyên gia đã tiễn hành khảo sát địa chất vào nguyên nhân của vanđể gặp phải và đề nghị giám sát cần thiết và các công trình khắc phục hậu quả Hình1.8 cho thấy vị trí của cửa hàng mặt phố và khu vực dự án nơi thi công hồ dao tanghầm đã được thực hiện

Dự án năm trên khu vực sông đâm lây phù xa của khu vực Sungai Sarawak vathường bao gôm các lớp cát xen, bun và dat với một sô sỏi sạn, lớp than bùn đôi khiở gân mat dat.

Settlement Markers Shop hoy.

Line 3 to Line 5 LET PY | / taste a

Sh

DA 1â§? œ + PPP my,si `

lW xo) L3s6e “ie

LEGEND Settlement Markers

¢ MONITORING SETTLEMENT MARK Line |

& STANDPIPE PIEZOMETER

Hình 1.8 Mat bang bố trí khu vực nhà xung quanh hồ đào [12]

¡ khi PHẾ Hới (ƠI Lái |

i SILT CLAY

Hình 1.9 cho thay hồ sơ khảo sát dia chất khu vực nay có 2 lớp chính bùn sétdày 10m đến 12m và lớp cát bên dưới, mực nước ngầm ở cao độ từ 1m đến 2m dướimặt đất

Theo hồ sơ thiết kế tầng hầm công trình có độ sâu hỗ đào 12m và hồ thu nướcđược thiết kế sâu khoảng 14m Vì vậy trong quá trình thi công nước ngầm được hạ

xuông tạo thuận lợi trong việc thi công đài móng và sàn tâng hâm.

Hình 1.10 Hình ảnh khu vực nhà lân cận bị nứt và hin via hè do lún đất nên

điêm ho dao là do két quả của bơm hút nước ngầm Nước ngâm cạnh tường vay

giảm về 6m và khoảng 4m tại vị trí 230m so với tường vây Cho thay su sut giamnước ngâm giảm dan theo khoảng cách xa khu vực hồ dao Kết qua cho thấy sự sụtgiảm kéo dài đến khoảng cách hơn 250m

-2Reduced Level (mCD) -4

Distance from Excavation (m)50 100 150 200 250 300

L | + L + 1 | 1 4 + i | L lì L i | 4 + L i | + L 4 +

Jƒ†T=†T—mẠ — — — — — —— wee a —

Ground water level from Piezometer

(Days from the date of investigation) ©

Hình 1.11 Sv thay đổi cao độ mực nước ngâm so với khoảng cách hồ đào [12]

= -10 7

©

5 :

5 T15 ¬ Settlement Profile2 4 Line no (Days from the date of investigation)

Distance from Excavation / Depth of Excavation

Hình 1.12 Két gua quan trắc chuyển vi lún dat nên so với khoảng cách hồ đào [12]Các kết quả quan trắc chuyền vi lún đất nền quanh khu vực thi công hố đàođược triển khai sau khi xảy ra sự cố lún nứt nhà lân cận Trước đó trong quá trìnhthi công hỗ đào thì mực nước ngầm cũng được hạ xuống Theo Hình 1.12 thì saukhi quan trắc chuyên vị lún đất nền sau 27 ngày và 62 ngày cho thấy độ lún đất nền

tăng lên rõ rệt.

Từ những kết quả trên tác giả nhận thấy độ hạ thấp mực nước ngầm theokhoảng cách đến tường vây phù hợp với chuyển vị lún đất nền xung quanh Vùngảnh hưởng gấp 20 lần độ sâu hố dao Do đó yếu tố chính làm chuyến vi lún đất nềnlà do sự hạ thấp mực nước ngầm trong đất nền quanh hé đảo

Thi công hồ đào tang hầm tai Penang [12]Trường hop nay là của một trung tâm mua sắm với hai tang ham Tường chắnđược thiết kế ở độ sâu 15m kết hợp hai tầng thanh chống Độ sâu thi công hố đàotrung bình 7m, ngoại trừ tại một số vị trí thang máy thì độ sâu đào đất lên đến 10m

-18-Hình 1.13 cho thấy các quá trình thi công dao đất hỗ đào tại công trình khi đạt đếncao độ dao đất cuối cùng và Hình 1.14 cho thay mặt cắt điển hình thi công hồ đảo

Excavation Site

Hình 1.13 Hinh anh thi công hồ đào tại công trình Penang

New 3 of Outer Sheet Pile Wall

-_190-Trong quá trình thi công hé dao bơm hút hạ mực nước trong hố đào dẫn đếnxuất hiện dòng thấm trong tang cát dưới chân tường vây và lưu lượng nước thắmvào trong lớp sét chảy vào trong hố đào Các máy bơm hút nước lay di một lượngnước đáng kế đã vô tình gây ra sự sụt giảm đáng kế mực nước ngâm trong lòng đấtxung quanh hồ đào Sự hạ thấp mực nước ngầm đã gây ra chuyến vị lún cho đất nềnxung quanh hồ đào điều này đã dẫn đến lún nứt nhà dân xung quanh Công trình bịtạm ngưng dé xử lý lún nứt nhà dân băng cọc gỗ có chiều dài 4m đến 5m

Kết quả khảo sát nước ngầm và chuyến vi lún quanh hỗ đào Tổng cộng 26 lỗkhoan bên ngoài của dự án nhằm mục đích theo dõi mực nước ngầm trong lòng đấtvà tính chất của đất Kết quả cho thay mực nước ngầm trong lòng đất giảm đáng kểđặc biệt là gần khu vực cạnh hé đào với mức độ ảnh hưởng lên đến 30 lần so với độ

sâu của hô đào.Khắc phục hậu quả:

Các công trình khắc phục hậu quả thực hiện bao gồm lắp đặt thêm một hàngcoc cừ xuống đến độ sâu 30m thâm nhập vào đất sét tương đối không thâm nhằmngăn can dòng thấm vào trong hé đảo Một loạt các giếng nạp cũng đã được lắp đặttrên mặt đất dé đây nhanh sự phục hồi của nước ngầm trong lòng đất Do đó lam

giảm chuyên vị lún của đât nên bên ngoài hô đào.

1.6 Dòng chảy trong datTrong cơ học chất lỏng đã nêu ra vài cách mô tả và phân loại dòng chảy Dòngchảy có thé là ôn định hoặc không ồn định, tương ứng với các điều kiện là hằng sốhoặc biến đổi theo thời gian

Dòng chảy cũng có thể được phân loại thành một, hai hay ba chiều Dòng chảymột chiều là dòng chảy mà trong đó tất cả các thông số chất lỏng như là áp lực, vậntốc, nhiệt độ là hăng số trong bat kỳ mặt cắt nao vuông góc với hường dòng chảy.Dĩ nhiên là những thông số này có thé thay đổi từ mặt cắt này đến mặt cắt khác dọctheo hướng dòng chảy Với dòng chảy hai chiều, các thông số chất lỏng giống nhautrong các mặt phăng song song, trong khi với dòng chảy ba chiều, các thông số chat

-20-long thay đối với ba hướng tọa độ Với mục đích phân tích, các van đề về dòng chảytrong Địa kỹ thuật thường được giả sử là một hoặc hai chiều và điều này là phù hợp

với hâu hết các vần đề thực tê.

Tại các mức áp lực thông thường có thé được bỏ qua các thay đối khối lượngriêng nên trong hầu hết các ứng dụng trong Địa kỹ thuật, dòng chảy của nước trongđất được coi như không nén được

Dòng chảy cũng có thé được mô tả như chảy tang, ở đó chất long chảy thànhcác lớp song song mà không trộn lẫn, hoặc rỗi, ở đó sự dao động vận tốc ngẫu nhiêngây ra sự trộn lẫn chất lỏng và tiêu tan năng lượng nội tại Trạng thái trung giancũng ton tại giữa dòng chảy tang và dòng chảy rối Gradien thủy lực i, một kháiniệm rất quan trọng, được định nghĩa như tôn thất cột nước h hoặc năng lượng trên

một đơn vị chiều dail hay: i= '

1.7 Phương pháp thoát nước mặt [1]

Phương pháp thoát nước mặt thường áp dụng đối với các loại địa chất như: đấtđá vụn, cát hạt tho, đất có lưu lượng thấm nhỏ

Phương pháp thoát nước mặt không thể hoàn toàn ngăn cản được hiện tượnglưu sa (cát cháy), đồng thời với việc nước ngầm tràn vào trong hố, đất ở bốn xungquanh hồ cũng tràn vào theo, có thé dẫn tới sụt lở thành hố, ha thấp cường độ củađất đáy hồ

s* Thi công thoát nước mặt:

Đào máng thoát nước ở các khoảng cách không nhỏ hơn 3m bên ngoài đườngviên móng, kêt hợp hô thu nước.

Phải duy trì một khoảng cách chênh lệch độ cao thích đáng giữa mặt đào đấtvới mặt đáy máng thoát nước va mặt đáy hồ thu nước, đáy máng thoát nước thấphơn mặt đào đất 0,3-0,5m, đáy hé thu nước thấp hơn đáy máng thoát nước Im

_21-Đường kính hồ thu nước thường là 0,7-1m, thành hố có thé xây gạch, ống bêtông, ván chắn đất hoặc các biện pháp chăn giữ tạm thời, tầng lọc ngược ở đáy hỗbăng đá hoặc đá sỏi dày 0,3m

Lưu lượng nước thấm vào trong hố móng có thé ước lượng theo kinh nghiệmhoặc xác định bang bơm hút nước thử, cũng có thể ước tính bằng phương phápgiếng lớn, xem hỗ móng là một giếng lớn có đường kính 2ro, tính lượng trào nước

vào roi tim công suât máy bom.

71: hệ số, có thé tra trong bảngBang 1.1 Hệ số 7

¬ Hệ số thâm k Bán kính ảnh hưởng R

Thành phân tâng cát đá

-(m/ngày) (m)Lớp nham có nhiều kẽ nứt > 60 > 500Lớp đất sỏi cuội, tầng cát thô và > 60 200 — 600

-_ 22_

cát trung đông déu, sạch và không

lan các hạt nhỏNham thạch hơi có khe mạch 20—60 150 — 250

Lop đất thuộc loại sỏi, cuội có lẫn 20 — 60 100 — 200nhiều vat chất hạt nhỏ

Cát hạt thô, hạt trung và hạt nhỏ 5— 20 80 — 150

không đồng đều

1.8 Phương pháp giếng điểm [1]Phương pháp giếng điểm bao gồm các loại giếng điểm nhẹ, giếng điểm phun,giếng điểm ống, giếng điểm sâu, giếng điểm thâm nước, giếng điểm điện thấm.thường áp dụng cho các loại đất cát bột, bột sét, sét bão hòa, đất bùn, có hệ số thầmthấu 0,1-5m/ngay, mực nước ngầm tương đối cao

Phương pháp giếng điểm là phương pháp hạ mực nước ngầm được sử dụngrộng rãi ở trong và ngoài nước Phương pháp nay lợi dụng hình phéu nước rút, khinước trong giếng rút xuống do bơm hút thì nước ngầm trong tầng chứa nước ở xungquanh chảy vào trong giếng, qua một thời gian mực nước sẽ Ổn định và hình thànhmột đường cong uốn về phía giếng, mực nước ngầm hạ xuống dan tới dưới cốt thiếtkế của đáy móng, làm cho thi công có thé tiễn hành trong môi trường khô ráo

Bo trí giêng điêm căn cứ vào yêu câu về độ sâu phải hạ mực nước ngâm, độlớn và kích thước mặt băng hô mong, tính năng thâm nước cua tang chứa nước vahướng chảy của nước ngâm.

Thi công giếng điểm bằng phương pháp khoan 16 sau đó lắp đặt hệ thông ống

bơm hút nước.

© ex tap 3š| #||| lỆ — „

~ *lÌI 7 ®1||*

* Lis

a) b)

Hình 1.15 Cấu tao ống lọc nước và hạ giếng bằng phương pháp xói nước

a - Giêng lọc máy bơm hút sâu:

1 Ông giếng: 2 Máy bơm trục đứng: 3 Lớp dây thép 4 Lưới lọc; 5 Lớp cátlọc; 6 Thành giếng

b - Hạ giếng bang phương pháp xói nước:1 Ông giếng: 2 Phan lọc; 3 Ông dẫn nước cao áp 4 Mũi ông

_24-CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LY THUYET

2.1 Tính toán lưu lượng nước chảy vào trong hồ đào [13]Đối với tường ngăn đứng, trong lớp thấm nước có chiều dày vô hạnXét trường hợp như thể hiện trong hình 2.1 với:

y

Hình 2.1 Nước chảy dưới chân tường vây trong tang thấm nước vô hạnCòn đường thế có dạng hyperbol Nếu lớp đất tham nước là vô hạn theo haichiều thì lưu lượng cũng là vô hạn Ngược lại, nước chảy qua tường vây chăn ngang

_25-và một đường dòng chảy có bán kính theo hai chiều đó là E _25-và B, _25-và lưu lượng sẽđược viết dưới dang:

o=““ự (2.2)V/5Đối với tường ngăn đứng, trong lớp thấm nước, chiều dày hữu hạn

Xét trường hợp có các điều kiện, như thể hiện trên Hình 2.2, và khi đó E sẽ làbề dày lớp thắm nước

Lưu lượng nước chảy qua một đơn vị chiều dải tường ngăn được xác định theobiểu thức:

O° =O 1} On OO) 1@ > < Ol [6ff ORO MESA Wear CE ote al We Fa Sa ar)“1/6 Oe! OSG 6 .,6Te ty Ter 0; c6 00.'0` 6::.⁄.6' 6.›.)@-:/g :ê@-‹//(@O76 6: 6.¬^x⁄6' (Oraen Ci mei, RSET eet) cóc 6g .6- P.69: 6 `6

Vit, Pritt Der ee Per Weer@ 8 O)\) 0 0 8 00 4- O28 Or @ — Ol @C385 59 Ee ON Oe Ooo Be

Ee OSC SRN Stew nay Been peat

ON" 6s Oh Op ae ps2 On Oh ae§ '::(02›46:-.-6.-9- 0-è 1®G:—-8.: ear ;a.› Oe ec ere 9 '- 8OOO Ae, Oss @ 2 @ö-.-.0ì—:ˆ 9 -/v:/,.e '8 /6 BOs UO) OS® 0, 7/e0, 0 9 '© O<'0>-' BO: @— ec s6

S58: TẠI GA OB Or ceeNI: HT (KT 07/4 VR Tớ Sey6= 0: ,6‹-.v0 0 :8S„ @e.-©®-.!(9BO OO Bn Oe Bs OB OO BS iO 6` 6

PR EN hư ee GET A “VÀ Meee @::;'8:5 56! ƯI 7x4 li chi) Thới Qi" @, = @h5 Sea AR Sd Beek DI VOY ey Weeee 1i Meee JOR Ti Sorter Tey 9 sal Sarat |SA (1N ru Tiệc Tim Ol Ott Ol -

-Hình 2.2 Nước chảy dưới chân tường vây trong tang thấm nước hữu hạnDai tường vây chiều dài vô hạn

Dai tường vây nước có kích thước như thé hiện Hình 2.3

Hình 2.3 Nước chảy dưới chân tường vây dai vô hạn trong tang thấm nước hữu

hạn

Trường hợp giới hạn với bề dày tầng thấm nước E, sao cho:

Nếu E> Vf? —Bˆ (tường vây hẹp):

o- in By (2) +1 (2.4)

Néu E< \ f° —B’ (tường vây rộng):

= 2H | E, (=) “| (2.5)

4 J

Tường ngăn hồ đào:

Tường chăn ngăn nước một hô đào căm trong lớp thâm nước, bờ hô đào như

thể hiện trong Hình 2.4 cần phân biệt hai trường hợp:Điều kiện: ƒ/đ>lvà £/đ >1 ta được công thức lưu lượng như sau: