Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích ảnh hưởng của hệ thanh chống đến chuyển vị tường chắn trong thi công hố đào sâu

TEN DE TÀI:PHAN TÍCH ANH HUONG CUA HE THANH CHONG DEN CHUYEN VỊTUONG CHAN TRONG THI CONG HO DAO SAU NHIEM VU VA NOI DUNG:Mở đầu Chương 1: Tổng quan dé tai nghiên cứuChương 2: Cơ sở lý th

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHÓ HỎ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUYNH THE VI

PHAN TICH ANH HUONG CUA HE THANH CHONG DEN

CHUYEN VI TUONG CHAN TRONG THI CONG

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Lê Trọng Nghĩa

PGS.TS Châu Ngọc ẤnGS.TS Trần Thị ThanhTS Đỗ Thanh HảiTS Nguyễn Mạnh Tuan

TS Lê Trọng Nghĩa

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Chủ nhiệm Bộ Môn quản lý

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

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

PGS.TS CHAU NGỌC AN PGS.TS VÕ PHÁN

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

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: HUỲNH THE VI MSHV: 11096102

Ngày tháng năm sinh: 07/06/1988 Nơi sinh: Quang Ngai

Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60 58 60Khóa (năm trúng tuyển): 2011

I TEN DE TÀI:PHAN TÍCH ANH HUONG CUA HE THANH CHONG DEN CHUYEN VỊTUONG CHAN TRONG THI CONG HO DAO SAU

NHIEM VU VA NOI DUNG:Mở đầu

Chương 1: Tổng quan dé tai nghiên cứuChương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Phân tích ảnh hưởng của hệ thanh chống đến chuyền vị tường chắn

trong thi công hồ đào sâu của một công trình thực tế ở Thành phố Hồ

Chí Minh

Kết luận và kiến nghịH NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2013Ill NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VỤ: 21/06/2013IV CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: TS LÊ TRỌNG NGHĨA

Tp.HCM, ngay thang nam 2013

CAN BO HUONG DÂN ˆ CHỦ NHIEM BO MON TRUONG KHOA

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

TS LE TRỌNG NGHĨA PGS.TSVÕPHÁN TS NGUYEN MINH TÂM

LỜI CÁM ƠN

Trước tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toan thé quý Thay côtrong Bộ môn Dia Co Nền Móng — Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Trường Đại họcBách Khoa, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền đạtnhững bai học, những kinh nghiệm chuyên ngành quý giá, giúp tác giả có day đủnền tảng kiến thức dé thực hiện dé tài nghiên cứu này

Tiếp theo, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc đếnTS Lê Trọng Nghĩa, thầy đã truyền đạt kiến thức, hướng dẫn tận tâm, định hướngcho tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu Đồng thời, tác giả cũngxin gửi đến ThS Bùi Văn Chúng lòng biết ơn sâu sắc vì những nhận xét va góp ýthật sự bồ ích của thầy dé tác giả hoàn thành tốt dé tài nghiên cứu nay

Sau cùng, tác gia xin gửi lời biệt ơn chân thành, sâu sac đên gia đình và bạnbè, đông nghiệp về sự quan tâm, giúp đỡ, động viên, ủng hộ tác giả trong suôt chặn

đường thực hiện đề tài nghiên cứu này

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2013

Học viên

Huỳnh Thế Vĩ

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Luận văn trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thanh chống đến chuyền vịtường vây khi thi công tang ham Cao ốc Văn Phòng “Lim Tower” tại Thành Phố HồChí Minh Công trình nay gồm 2 tang hầm với chiều sâu đào đất là 13.35m, đượcchống đỡ băng 3 tầng thanh chống chính Khoảng cách lớn nhất từ tầng thanh chốngđến bề mặt hố dao là 6.15m Toàn bộ quá trình thi công được mô phỏng bangphương pháp phan tử hữu hạn với việc sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation.So sánh kết quả thu được với quan trắc thực tế để tìm ra phương pháp bố trí và giacường hệ chống hợp lý, đảm bảo chuyển vị của tường vây nam trong giới hạn chophép Kết quả cho thấy phương án thay đổi trình tự thi công hố đào nhằm giảmkhoảng cách giữa hệ thanh chống và bề mặt hỗ đảo, đồng thời kết hợp gia cố hệthanh chống có hiệu quả rất lớn trong việc hạn chế chuyển vị tường vây Bên cạnh

đó, với các công trình có dạng hình học phức tạp, bài toán phân tích 3D đem lại độ

chính xác cao và đáng tin cậy, rất thích hợp trong việc thiết lập biện pháp thi côngtang ham

This thesis presents a study about the effect of strut system on the lateralmovement of diaphragm wall when constructing basements of “Lim Tower” officebuilding in Ho Chi Minh City This building consists of two basements with thedepth of excavation of 13.35 meters It is supported by three strut layers with themaximum distance from one strut layer to excavation surface of 6.15 meters Allactual basement construction sequences of the building are simulated by the finiteelement method with support of Plaxis 3D Foundation Hence, comparison of theobtained results with the monitored measurements in order to find the optimalmethod of strut arrangement and strengthening, ensuring that the displacement ofdiaphragm wall is within the allowable limit The result shows that combinationbetween alternative method of excavation construction sequences to restrict thedistance from one strut layer to excavation surface and strut strengthening has highefficiency in the limitation of lateral wall movement Additionally, this study alsoshows that a 3-D analysis for the buildings with complex geometry will providehigh accuracy and reliability It is very suitable for the establishment of basementconstruction procedures.

-Vị-MỤC LỤC

Nhiệm vụ luận văn thạc sĩLỜI CAM ƠN Go re IV

Tóm tắt luận văn thạc Sĩ -G t ca S 111191181811 18 181551315 E551111 1511111111115 Ee re V

Mục LUC woe eeeccccccceessecccccceeesssecccsseesssesccssseessesccssseusescssssueusescsssseuueescssseuenesess VIDanh mục bảng GGGG Q10 000010111111993 11111111 ng 0 01 111k khe ViiDanh mục hình - + - << << E331 1111100 vết Vill

9000000 |I Tính cấp thiết của để tài - c1 SE 5E E1 greg |2 Mục tiêu nghiên cứu của dé tài - 6 xxx #ESEsEeEeEkEkrkrkeeeeeed |3 Y nghĩa va giá trị thực tiễn của để tài - -ccscrsrerrkrkekekexeed 2

A Phương pháp nghiÊn CỨU - 55 1011011111111 1111111111188 x2 25 Nội dung nghiÊn CUU (0101010101 111111111111111888553311 111111 serrrre 2

6 Han chế của để tài St S 3t 3131311118 1815118 1511118151151 Eererd 3CHUONG 1 — TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CUU 41.1 Tinh hình nghiên cứu trên thé giới - + + +x+k+k+k+Eeeeeeesesree 4

1.2.Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam: << <5 sessesesssss 14E060 © 19

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ THUYET -cccccccscrirrrrrrrrrrrrrrree 202.1.Khái niêm cơ bản về hệ thanh chống đỡ hồ đảo - 5-55-5552 202.2.Ảnh hưởng của hệ thanh chống đến chuyền vị tường chắn

trong quá trình thi công tầng hầm - - - - E+E+E+ESESESEEEEEEEkckekekekekeereeree 232.2.1 Độ cứng của hệ thanh chống .- ¿+2 +6 k+E+E+E+EsEeEereree 232.2.2 Khoảng cách của hệ thanh chong 2-2-5 +s++E+EeEereree 242.2.3 Kích tải trước cho hệ thanh chống .- - - c+c+csrerecee 252.3.Phân tích lực dọc trong hệ thanh chống bằng phương pháp đơn giản 26

2.3.1 Xác định tải trọng trên hệ chống theo phương pháp áp lựcđất biểu kiến -cc tt H221 re 26

2.3.2 Sự gia tăng tải trọng trên hệ thanh chống trong giai đoạntháo dở và thi công sàn tầng hầm .- - - - t+E+EsESEeEeEvkrkrkeeeeeed 292.4.Phân tích mối quan hệ giữa biến dạng của tường chắn và độ lún

bề mặt của đất nền - tt S111 1118111118 111115 1111151511151 se 302.4.1 Dạng độ lún bề mặt của đất nền .- ¿222cc Sa sec EeEsEsersra 302.4.2 Xác định giá trị lớn nhất của độ lún bề mặt đất nén 312.5.Ứng xử không gian của quá trình thi công tầng hầm 322.6.Phân tích bai toán hố đào sâu bằng phương pháp phan tử hữu han

sử dụng phần mềm Plaxis -¿- - E99 EEEE SE eEeEeEeEeEerxrerees 34

2.6.1 Quan hệ thoát nước và không thoát nước trong Plaxis 34

2.6.1.1 Quan hệ thoát nước (Drained) - 342.6.1.2 Quan hệ không thoát nước (Undrained) 34

2.6.2 Mô hình đàn hồi dẻo lý tưởng Mohr-Coloumb 5 362.6.3 Mô hình tăng bên đăng hướng Hardening Soil - 38

2.6.4 So sánh giữa mô hình Mohr-Coloumn và mô hìnhHardening Soll (<< <1 101 11111111111111599335 111111 kg và 45

2.6.5 Thông số đầu vào của đất nỀn ¿6xx +x*x#EsEeEsrsrererees 45

2.6.5.1 Thông SỐ E, V «k1 11111111 reo 452.6.5.2 Hệ số thắm của đất k -cccrrierrirrrrrrreeo 47

2.6.5.3 Lực dính c và øóc ma sát (_ -<<<++++2 48

2.6.6 Chia lưới phần tử trong Plaxis - ¿5 c+c+esesesrererees 48

2.6.6.1 Hình dạng của phan tử: - - - cc+c+csesrsrererees 482.6.6.2 Mật độ lưới của phan tử - c+c+csesrsrererees 492.6.6.3 Giới hạn vùng nên va mô hình phân tích 50CHUONG 3 — PHAN TICH ANH HUONG CUA HỆ THANH CHONG

DEN CHUYEN VI TUONG CHAN TRONG THI CONG HO DAO SAUCUA MOT CONG TRÌNH THUC TẾ Ở TP HO CHI MINH 52

3.1.Thực trạng công trình nghiÊn cứu << << << << seeeeessesssssss 52

3.1.1 Đặc điểm công trình nghiên cứu .- - 2 +s+s+esesesrereree 523.1.2 Sự cố gặp phải của công trình nghiên cứu -s ss-‹ 53

-Vị-3.1.3 Điều kiện địa chất công trÌnh - 5-3 sseereees3.1.4 Trình tự thi công tầng hầm ©-© xxx +E#EEEeEeEsrerrerees

3.2.MO phong bai tOan 0 o

3.2.1 Thông số đầu vào của bai toán oo cecsesesesesecesscecscssssssereeseeeeeeee

3.2.1.1 Tường VAY HH ng ng kg key

3.2.1.2 Hệ thanh chồng .-¿ - E+E+ESESEEEEEEEEeE+kekeeeereeree3.2.1.3 Dam mũ tường vây «+ + ekeveeeeeree

3.2.1.4 Cột thép hình (Kingposf) - <2

3.2.1.5 San tầng hầm công trình . - s6 sx+x+x+xexseeeseee3.2.1.6 Phụ tải mặt đất -ccccrrieriiririrriirrirrrirrre3.2.1.7 Điều kiện mực nước ngâm ¬—

3.2.1.8 Đất nền công trình -cc+ scxsxsxckckskekeeeeeesree3.2.2 Các giai đoạn thi công tầng hầm: - - -c+c+x+esEsrsrererees3.3 Phân tích kết quả bai toán ¿6k *EEE#E#ESESESEEkEkrkrkrkekekeed3.3.1 Kết quả tính toán và so sánh với quan trắc thực tế 3.3.2 Phương án bồ trí lại hệ thanh chống theo điều kiện

chuyển vị của tường Vây - -c- c1 g1 1E reo

3.3.2.1 Thay đổi các giai đoạn thi công tầng ham 3.3.2.2 Gia cường độ cứng các tầng thanh chống 3.3.2.3 Kết quả tính toán lực dọc trong các tầng thanh chốngtheo các phương án thi công tầng ham - 5556 565x+xsx2KET LUAN — KIEN NGHLI 0n IV.)00I008057 9.8.4.0

DANH MUC BANG

CHUONG 1 — TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CUUBang 1.1 — Dung trong riêng và sức chống cắt không thoát nướcvủa các lỚp điất c-cstt n1 11 1111111151311 1111101011111 1110 0 TT 5Bang 1.2 — Đặc trưng tiết diện của hệ thanh chống - + + s4 6Bảng 1.3 — Địa chất tại vị trí xây dựng công trình Manulife Building §Bang 1.4 — Bang tóm tắt đặc trưng các lớp đất -ccscstsrsrrxrkrkekeeeed 12Bang 1.5 — Đặc trưng hệ thanh chống tam 5 c+csEsEExExvkckekexeed 12Bang 1.6 — Tính chất cơ lý của đất nên công trình .- «s5 5sssx+x+x4 16Bang 1.7 — Các giai đoạn thi công hồ đảo - - 5 +s+EsEsEEEkrkrkekeeeed 17Bảng 1.8 — Kết quả tính toán lý thuyết và đo thực tế lực dọc tác dụng lên

các lớp thanh chống - «+ + St SkEEEEEEE9E9E9 5E SE g1 1151 1xx 18CHƯƠNG 2 ~ CƠ SỞ LÝ THUYET

Bang 2.1 — Miễn giá trị của mô đun E ứng với các loại đất khác nhau

00/1610 = I1Aă 46

Bang 2.2 — Các giá trị điển hình của mô đun E_ 5-5 + ca 47Bang 2.3 — Các giá trị điển hình của hệ số Poisson s55 sex sxsxsxd 47Bang 2.4 — Hệ số thắm k của một số loại đất ¿+2 csc+s+exsE+Esesezsze 47Bang 2.5 — Góc ma sát trong của cát theo chỉ số NgpT- -5c556sscxs5¿ 48Bang 2.6 — Các giá trị điển hình của (0ˆ, €” VA Cy ceecscscsesssssssesesssssessessscscssecsenenees 48CHƯƠNG 3 — PHAN TICH ANH HUONG CUA HỆ THANH CHONG DENCHUYEN VI TUONG CHAN TRONG THI CONG HO DAO SAU CUA MOTCONG TRINH THUC TE O TP HO CHI MINH

Bang 3.1 — Chuyển vi lớn nhất của tường vay ngày 09-11-11 oon 55Bang 3.2 — Bang phân loại và đặc điểm phân bồ các lớp đất hỗ khoan BH2 56Bang 3.3 — Thông số đầu vào của tường VAY -c-c-cctetetsterrrrkrkekexeed 71Bang 3.4 - Thông số đầu vào của hệ thanh chống tường vây - 72Bang 3.5 - Thông số đầu vào của dam mũ tường vây 5-55s55¿ 73

Vil

-Bang 3.6 - Thông số đầu vào của hệ kingpost cccccesscssscssssssssssesescsesesesscsenees 73Bang 3.7 - Thông số đầu vao của san tang hầm công trình - 73Bang 3.8 - Tính chất cơ lý chủ yếu của đất nền công trình 75

Bang 3.9 - Các giai đoạn tính toán .- 75555522 S3333656665111xrrses 76

Bang 3.10 - Chuyển vị của tường vây tại ống IN01 - 5 55c cxcxcxcsa 78Bang 3.11 - Chuyển vị của tường vây tại ống IN02 555cc cecxsxsea 79Bảng 3.12 - Các giai đoạn tính toán theo khi thay đổi các giai đoạn thi công 82Bang 3.13 - Thông số đầu vào của hệ thanh chống tăng cường 86Bang 3.14 — Lực doc tính toán lý thuyết tac dụng lên các tầng thanh chống

theo các phương án thi công tầng hầm - + + SE k‡kekeEeEreeeeree 90

DANH MUC HINH

CHUONG 1 — TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CUUHình 1.1 — Đặc điểm địa chat của khu vực thi công công trình 4Hình 1.2 — Mặt bang bố trí coc và tường chắn woes esessessessesessessetsesesseeeens 5Hình 1.3 — Trình tự thi công dao đất và lắp đặt hệ chống - -5¿ 6Hình 1.4 —Chuyén vị ngang của tường chan tại vị trí ống Inclinometer

Hình 1.5 — Chuyển vị ngang của tường chan tại vị trí ng Inclinometer

T-3 n ma ố 7

Hình 1.6 — Mặt bang bố trí hệ thanh chống đỡ hồ đảo - 5-5-5552: 9Hình 1.7 — Cao độ chống đỡ của hai tang thanh chống - 55556552 9Hình 1.8 — Mặt cat ngang điền hình quá trình thi công đào đất

và lắp đặt hệ chống, - E111 E111 915 5111111110101 1111111011111 10Hình 1.9 — Chuyến vi của tường chan dự đoán và kết quả quan trắc thực tế 10Hình 1.10 — Mat bang cong trinh va vi tri lap đặt các thiết bi quan trắc 11Hình 1.11 — Mặt cat ngang tang ham và đặc trưng của đất nên 12Hình 1.12 — Mô phỏng biến dạng của đất nên - ¿2-2 +c+E+e+x+xeesreei 13Hình 1.13 — Chuyén vi của tường chan theo dự đoán và kết qua

quan trac thurc tẾ - + + ESxSSvv111 1111115151511 1111111111111 1xx 13Hình 1.14 — Mặt bang công trinh wo cecsecscscecsesesscssststsesssasststsesessavenees 14Hình 1.15 — Mặt cắt công trình . - «<3 E311 SE Exgkrkrkrkekekd 15Hình 1.16 — Hệ tường chan va thanh chống oo ecseseceeeeeesesseeseeesesseeeeeeeee 15Hình 1.17 — Các kích điều chỉnh chuyển vị của tuOng voces eseseseseeeeeeees 15Hình 1.18 — Mat cat địa chất công trinh oo cecscsesececscscscssssssseesscecscsseescssnees 16CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LY THUYET

Hình 2.1 — Các thành phần của hệ chống đỡ hồ đào - 2 5c: 21Hình 2.2 — Hệ thanh chống đỡ hố đào voecccsssescscsesessscececssssssevscecscsssesesecsenees 21Hình 2.3 — Liên kết giữa hệ thanh chống và kingpost cccccessesssseseseseseseeeeees 22

Vill

-Hình 2.4 — Mối quan hệ giữa mode biến dạng của tường chan vàhệ thanh chống có độ cứng lớn . «+ = + +E+k+E£E#E£E£ESEeEeEEEEkrkrkrkeeeed 23Hình 2.5 — Mối quan hệ giữa mode biến dạng của tường chan va

hệ thanh chống có độ cứng bé - - + + St SE*E‡E£EEEEEEESESESEkEkrkrkrkrkekeed 24Hình 2.6 — Chiều dai không cô kết trong các giai đoạn thi công hồ đào 25Hình 2.7 — Mối quan hệ giữa áp lực đất, hệ thanh chống và

phản lực đất nền G1111 919E51513 111111 1 1 1111111111111 ckrki 26Hình 2.8 — Biéu đồ áp lực đất biéu kiến của Peck - 2 2 scs+x+esreei 27Hình 2.9 — Các phương pháp tính toán tải trọng trên hệ thanh chống 28Hình 2.10 — Tải trọng các tầng thanh chống qua các giai đoạn tháo dỡ

và thi công sản HAM - - - - tk k1 11915151111 111 1111111111111 111111 30Hình 2.11 - Các dạng độ lún bé mặt của đất nền - 2+2 +scsc+E+Esesesecez 3]Hình 2.12 — Quan hệ giữa giá trị lớn nhất của chuyền vị tường chan

và độ lún bề mặt đất nền (Ou et al., 1993)) 6 tt Sx*E#ESESESEEkEkrkrkrkexeed 32Hình 2.13 — Ảnh hưởng hiệu ứng vòm trong thi công tường vây 33Hình 2.14 — Các vùng ứng xử biến dạng phang và ứng xử không gian

trong hố đảoO - - - tt 1 1191515151111 111 1111 T111 101311111 ngờ 33Hình 2.15 - Ý tưởng cơ bản của mô hình đàn hồi - dẻo lý tưởng MC 37Hình 2.16 - Mặt ngưỡng dẻo MC trong không gian ứng suất chính (c=0) 38Hình 2.17 - Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng theo hàm Hyperbolic

trong thí nghiệm nén 3 trục thoát NUGOC - 555555 ++++**5555exexss 40Hình 2.18 - Các đường cong dẻo ứng với các giá tri y; khác nhau 41

Hình 2.19 - Định nghĩa mô đun E,.4 trong thí nghiệm nén cố kết 42Hình 2.20 - Các mặt dẻo trong mặt phang ( ø— g ) của mô hình HS 43Hình 2.21 - Mặt dẻo trong không gian ứng suất chính của mô hình HS (c=0) 43Hình 2.22 - Đường cong biến dạng có kế đến sự kết thúc giãn nở

trong thí nghiệm 3 trục thoát NƯỚC - 55 3132333333 %33335535555555rxes 44

Hình 2.23 — Định nghĩa tỉ lệ L/B của một phan tử . - 2-2 s+<2 se: 49Hình 2.24 — Lưới phan tử hữu han dùng trong phân tích hố đào sâu 50Hình 2.25 — Ước lượng độ lún bề mặt đất nền theo phương pháp Peck(1969) 51

CHUONG 3 — PHAN TICH ANH HUONG CUA HỆ THANH CHONG DENCHUYEN VI TUONG CHAN TRONG THI CONG HO DAO SAU CUA MOTCONG TRINH THUC TE O TP HO CHI MINH

Hình 3.1 — Mặt bang bố trí hệ thanh chống oo ecseseceseeesessesstetseseeseeeeeeee 52Hình 3.2 — Mặt cat tầng hầm công trình 2-6 k+s+E+E+EsEeEEkEkrkrkekeeeed 53Hình 3.3 — Mặt bang bố trí các ống Inclinometer IN01, IN02, IN03 53Hình 3.4 — Kết qua quan trắc chuyền vị ngang của tường vây

tại ống IN01, IN02 ngày 09- Ï~ 1Ï G13 1E SE TT rreg 54Hình 3.5 — Mặt cat địa chất công trình ¿- - s+x+keEsESEeEEkrkrkrkekexeed 57Hình 3.6 — Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 1) - << se secxsxexsed 58Hình 3.7 — Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 2) << se sxcxcxexsed 58Hình 3.8 — Mặt bang shoring lớp 1 (bước 3) - - - c+csEsEsEeErkrkreeeeeeed 59Hình 3.9 — Mặt cat thi công (bước 1-2) ¿66k SESESESEeEEkrkrkrkekekeed 59Hình 3.10 — Mặt cắt thi công (bước 3) - 6 EsStEeESESEeEEkrkrkrkekexeed 60Hình 3.11 — Mặt bang thi công tầng hầm (bước 4)_ -< se secxsxsxsxd 60Hình 3.12 — Mat bang shoring lớp 2 (bước 5) - +c+c+EsEExvkrkreeeeeeed 61Hình 3.13 — Mat cắt thi công (bước 4) cececcceescscsesesecscecesssssssstetececsesesesssenees 61Hình 3.14 — Mat cat thi công (bước 5) coe sssescscsesescscscscssssssevevecscscsececsenenees 62Hình 3.15 — Mat bang thi công tầng hầm (bước 6) -< se cecxsxsxsed 62Hình 3.16 — Mặt bang shoring lớp 3 (bước 7) - - c+c+esEsEervkrkreeeeeeed 63Hình 3.17 — Mặt cắt thi công (bước 6) c6 tt SESESESEEEgkrkrkrkekeed 63Hình 3.18 — Mặt cắt thi công (bước 7) - c6 tt SESESESEeEEkrkrkrkekekeed 64Hình 3.19 — Mặt bang thi công tầng hầm (bước 8) < se cecxsxsxsxd 64Hình 3.20 — Mặt bang thi công tầng hầm (bước 9) << se cxcxcxexsed 65Hình 3.21 — Mặt cắt thi công (bước 8) c6 tk SESEErkrkrkrkekeed 65Hình 3.22 — Mặt cắt thi công (bước 9) ch S1E1E15151511 1111k ckeki 66Hình 3.23 — Mat bang thi công tầng hầm (bước 10) v.cccccecseeseseeseseseseseseeeeees 66Hình 3.24 — Mat bang thi công tầng hầm (bước 11) voces seeeeseecsesesessesenees 67Hình 3.25 — Mặt cat thi công (bước 10) voce ceescscseseseccecscsssssserevececscsesessesenees 67Hình 3.26 — Mặt cắt thi công (bước 11) cece cceescscsccesececececsssesserececececsesessenenees 68

Vill

-Hình 3.27 — Mat bang thi công tầng hầm (bước 12) vicccceccssseeessescsesesesteeeeees 68Hình 3.28 — Mat bang thi công tầng hầm (bước 13-14) voc eeeeeseseseseseeeeees 69Hình 3.29 — Mặt cat thi công (bước 12) voocecccsesesesesecececessssssserecscscecsesesscnenees 69Hình 3.30 — Mặt cat thi công (bước 13-14) wocccccscsesecccesssssssstecscecsssssecsssenees 70Hình 3.31 — Hệ trục tọa độ cua phân tỬ CAM -cScSe cac SE SE EeEeEreeereree 72Hình 3.32 — Mô hình phân tích bài toán bằng chương trình

Plaxis 3D FoundafIOn c S11 ke 76

Hình 3.33 — Hệ tường vây và kết cấu chống đỡ hồ đào trong không gian 77Hình 3.34 — Dạng chuyển vi của tường VAY -5-cccccsrsrrkrkersreee 77Hình 3.35 — So sánh kết quả chuyền vị tường vây tại ống IN01, IN02 80Hình 3.36 — Điểm góc A trên mặt bang tầng hầm - 2< sex sx+xsxd 81Hình 3.37 — Chuyén vị của tường vây tại điểm góc A theo mô phỏng thực tế 81Hình 3.38 —Vị trí tăng cường thanh chong tại góc lỗi - - 2 5c: 63Hình 3.39 — Dạng chuyền vị của tường vây theo phương án thay đổi

Bia Goan thi CONG 00 6 (‹‹4d1444 84

Hình 3.40 — So sánh chuyên vị ngang tường tại ống IN01, IN02 84Hình 3.41 — So sánh chuyên vi ngang tường vay tại điểm A 85Hình 3.42 — Dạng chuyền vi của tường vây theo phương án

gia cường độ cứng các tăng thanh chống, - ¿+ - + +E+E+k+E+Eererererxee S6Hình 3.43 — So sánh chuyên vị ngang tường vây ống IN01 - - -5¿ 87Hình 3.44 — So sánh chuyên vị ngang tường vây tại ông IN02 88Hình 3.45 — So sánh chuyên vị ngang tường vay tại điểm góc A 89

MỞ DAU

1 TINH CAP THIET CUA DE TÀI

Trong những năm gan đây, nhu cau sử dung phan không gian bên dướimặt đất để xây dựng công trình ngay càng phố biến và bức thiết, đặc biệt làtrong các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh Các công trình xây dựngnày có phần kết cau ngầm năm sâu trong dat

Quá trình đào đất và thi công kết cau ngầm làm phát sinh chuyển vị củatường chan nên việc làm thé nào dé hạn chế chuyền vi này có ý nghĩa rất quantrọng Với điều kiện mặt bằng thi công chật hẹp và sự hiện hữu của các côngtrình lân cận như hiện nay, việc đảm bảo không gian thi công, điều kiện vềchuyền vi của tường chan cũng như biến dạng của đất nên là van dé rất phức tạpvà yêu cầu cao

Chính vì vậy hệ kết cấu chống đỡ hố đào là thật sự cần thiết và là mộttrong những nguyên nhân có ảnh hưởng lớn đến chuyền vị của tường chan trongquá trình thi công tang ham Van đề bó trí hệ thanh chống như thế nao là hợp lý,vừa đảm bảo được tính kinh tế, vừa thỏa mãn các yêu cầu về điều kiện chuyển VỊcủa tường là một vấn đề rất đáng quan tâm và có ý nghĩa hết sức thiết thực trongviệc thiết lập biện pháp thi công tang ham hiện nay Với lý do đó, dé tài sẽ tậptrung vào việc “phân tích ảnh hưởng của hệ thanh chống đến chuyển vị

tường chăn trong thi công hồ đào sau” đề làm sáng tỏ van đê này.

2 MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU CUA DE TÀI

Tiến hành phân tích và so sánh kết quả tính toán lý thuyết với kết quảquan trắc trong quá trình thi công tầng ham của một công trình thực tế ở TP HỗChí Minh Từ đó, tác giả sẽ phân tích và tiến hành thay đổi trong việc bố trí hệthanh chống so với thực tế nhằm tìm ra một phương án bố trí hợp lý sao chođảm bảo chuyển vị của tường vây năm trong giới hạn cho phép Qua đó rút ramột số kết luận quan trọng với hy vọng có thể ứng dụng cho các công trình

khác.

-2-3 Y NGHĨA VÀ GIA TRI THUC TIEN CUA DE TÀI

Thiết lập mối quan hệ giữa độ cứng hệ thanh chống và chuyển vị tườngchắn trong toàn bộ quá trình thi công tầng hầm

Ngoài việc đảm bảo điều kiện chuyển vị tường chắn, hệ thanh chống hoplý cũng đảm bảo biến dạng bề mặt đất nền trong giới hạn cho phép, không ảnh

hưởng đên các công trình hiện hữu lần cận Đây là van đê rat quan trong trong

công tác thiết kế va thi công tang hầm nhà cao tang.Có biện pháp kiểm tra an toàn đối với tầng thanh chống làm việc ở trạngthái nguy hiểm do quá trình thi công, đảm bảo chuyền vị tường chan trong giới

điêu kiện về chuyên vi của tường chăn cũng như độ lún bê mặt cua dat nên.

5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨUPhân tích ngược một bài toán thực tế để tìm ra các thông số phù hợp với mô

hình tính toán.

Phân tích ảnh hưởng của hệ thanh chống đến chuyên vị tường chắn trong quatrình thi công tầng hầm

Nhận xét, đánh giá về mức độ ảnh hưởng của hệ thanh chống đến chuyên vị

của tường chăn.

- So sánh kết quả mô phỏng từ Plaxis và số liệu quan trắc tại hiện trường, đề raphương án bố trí hệ thanh chống hop lý để không xảy ra sự cố mà công trìnhđã gặp phải, dam bảo chuyên vị tường vây trong giới hạn cho phép.

6 HAN CHE CUA DE TAI- Dé tải chi tập trung nghiên cứu va đánh giá ứng xử của chuyền vị tường vay

theo việc thay đôi cách bồ trí của hệ thanh chống

- Dé tài không đi chỉ tiết vào việc tính toán và kiểm tra hệ chống mà chỉ cảnhbáo đối với tầng thanh chống làm việc ở trạng thái nguy hiểm trong quá trìnhthi công tang ham

-4-CHUONG 1

TONG QUAN VE VAN DE NGHIEN CUUVấn đề vẻ ảnh hưởng của hệ kết câu chéng đỡ hố đào đối với chuyén vi củatường chan tầng hầm đã được nhiều nhà khoa học trong nước và trên thế giớinghiên cứu và công bố trên các tạp chí và hội nghị khoa học

1.1 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU TREN THE GIỚI

Theo như nghiên cứu của Teparaksa W (Chulalongkhon University,

Bangkok, Thailand) và các đồng nghiệp với đề tai "Prediction and Performances of

short embeded cast in - situ diaphragm wall for deep excavation in Bangkok

subsoil" [1], các tác giả đã trình bay về trường hợp thi công một dự án tai Bangkok,toàn bộ quá trình thi công được mô phỏng sử dụng phương pháp phân tử hữu han dé

dự đoán chuyên vi của tường chăn và so sánh với ket qua quan trac thực tê.

> ‘6 H

Hình 1.1 - Đặc điểm dia chat cua khu vực thi công công trình [1]Đặc trưng đất nền sử dụng để thiết kế tường chắn được tóm tắt trong bảng

sau:

Bang 1.1 - Dung lượng riêng và sức chống cat không thoát nước

3&

B

s

5e

Là°o

« A

1L_.® a: + „°

EXCAVATION -14,00 mm fp “

Lư 120.25 m `iS 2

Hình 1.2 - Mặt bằng bố trí cọc và tường chắn [1]Tường chan và cọc khoan nhéi được thi công song song, tường chan day0.8m được ngàm vao lớp sét cứng có độ sâu mũi là 18m, chiều sâu hỗ đào lớn nhấtlà 15.8m, công trình sử dụng 4 hệ thanh chống tạm có kích tải trước Trình tự thicông tầng hầm công trình được thực hiện như sau:

Bảng 1.2 - Đặc trưng tiết diện của hệ thanh chong [1]Hệ chống Thanh chống dọc, ngang Hệ giăng ngang

Lop 1 2W300x300x94kG/m 2W300x300x94kG/mLop 2 2W350x350x137kG/m 2W350x350x137kG/mLop 3 2W350x350x137kG/m 2W350x350x137kG/mLop 4 2W350x350x137kG/m 2W350x350x137kG/m

Khi tiến hành đào đất ở giai đoạn 1 với chiều sâu dao là 3.2m, chuyển vingang lớn nhất đo được từ 55mm - 70mm Sau khi lắp đặt hệ chống và kích tải chonó, chuyên vị của tường chăn chỉ tăng từ 2mm - 4mm ở các giai đoạn đào đất cònlại Hệ thanh chồng từ tang chéng thứ nhất đến thứ tu được kích tải lần lượt 40T/m,75T/m, 75T/m và 40T/m, tương ứng với 20% - 25% tải trọng thiết kế của nó

ì số3;

-8-Kết quả quan trắc cho thấy chiều sâu dao đất va tầng thanh chống dau tiênảnh hưởng rat lớn đến bién dạng của tường chắn Đồng thời qua nghiên cứu tác giảcũng kết luận việc kích tải trước cho hệ thanh chống là rất hữu hiệu đối với việc

giảm chuyên vi ngang của tường chăn.

Der-Guey Lin (National Chung-Hsing University, Taiwan) và Siu-Mun Woo

(Trinity Foundation Engineering Consultants Co., Ltd., Taiwan) với dé tài nghiên

cứu "Three Dimensonal Analyses of Deep Excavation in Taipei 101 Construction

Project" [2] đã kết luận răng nếu lớp đất bên dưới đáy hố dao là lớp đất cứng,chuyền vị lớn nhất của tường chắn xuất hiện ở trên cao độ đáy hỗ đào, và khi đó vớihệ thanh chống đủ cứng có tác dung rất hiệu quả đến việc giảm chuyền vị tườngchan Trái lại, néu lớp đất bên dưới đáy hồ đảo là lớp đất yếu với bé day lớn, chuyểnvị lớn nhất của tường chắn xuất hiện ở dưới cao độ đáy hồ đào, và khi đó ảnh hưởngcủa độ cứng hệ thanh chống sẽ giảm, trong trường hợp chuyển vị tường chan vượtquá giới hạn cho phép cần có biện pháp khác để khắc phục như phụt vữa (JetGrounting) hay sử dụng cọc đất trộn xi măng (Deep Soil Mixing), dé gia cô lớpđất yêu bên dưới hồ dao

Abdol Hagh (Weidlinger Associate Inc Cambridge, MA) và các đồng nghiệpvới dé tai "Support of Deep Excavation in Soft Clay: A Case History Study" [3] đãtrình bày nghiên cứu về quá trình thi công tòa nhà ManuLife Building (South

Boston).

Bang 1.3 - Dia chất tại vị tri xây dung công trình ManuLife Building [3]

Lớp Loại đất Bé day (m)

1 Hữu cơ mềm 1.5m2 San lấp 3m - 5.5m

trong suốt quá trình thi công Công trình có dạng hình học khá phức tap cộng vớimặt bang nhỏ hẹp nên việc bồ trí hệ thanh chồng tạm là một nhiệm vụ rất khó khăn.

—— 179.0 Vs Pu

Hình 1.6 - Mat bang bố trí hệ thanh chống đỡ hỗ dao [3]

North-south struts FASI-WeSf struts

| a |

| ll lTREE |

BOE

\ Pin pilesElevation)

Se Fee* ~.

.

Glacial Till

Hình 1.7 - Cao độ chong đỡ của hai tang thanh chong (don vi: feet) [3]Giai đoạn đào đất đầu tiên đến độ sâu 14feet (~ 4.25m), sau đó lắp đặt tầngchống 1 và kích tải Tiếp theo dao đất đến độ sâu 32feet (~ 9.75m) rồi lắp đặt tangchống 2 và kích tải Sau cùng, tiến hành đào đất đến độ sâu thiết kế va thi công

móng bè.

-10-EI 0.0°

LeGuide wall

EI -12.0'Temporary strut

Permanent slab

Garrod El -30.0°

EI -42.0°

PRES Concrete slurry wall

Hình 1.8 - Mặt cắt ngang điển hình quá trình thi công đào dat va lắp đặt hệ

chong [3]Vi chiều sâu dao đất lớn nhưng chi sử dung hai tang chống tam nên dé giảmchuyền vị của tường chắn, phương án được đưa ra là tận dụng hệ thanh giăng ngangvà sử dụng các cột thép hình để giảm chiều dài cố kết của các thanh chống đồng

thời gia tăng độ cứng của hệ.

Dựa vào kêt quả quan trac thu được so với việc mô phỏng ban đâu, tác giađánh giả xu hướng chuyên vi của tường chăn hoàn toàn giông với kêt quả thực tê,đông thời nhân mạnh răng độ cứng của hệ chông đỡ có tác động vô cùng quan trọngđến sự giảm chuyên vi ngang của tường chan.

N Thasnanipan, A.W Maung, P Tangsen and S.H Wei (Seafco co., Ltd,

Bangkok, Thailand) với đề tai "Performance of a brace excavation in BangkokClay, Diaphragm Wall subject to Unbalanced loading conditions" [4] trinh bay véquá trình thi công tang hầm của một công trình nằm gần một dòng sông, các mat

xung quanh là các tòa nhà hiện hữu.

Tường chắn công trình dày 0.8m, chân tường chăn tại độ sâu 28m, chiều sâuđảo đất lớn nhất là -12.7m, sử dụng hai tầng chống để chống đỡ hồ đào trong suốtquá trình thi công tang hầm Kết quá chuyển vi của tường chan được quan sát nhờvào 8 ống Inclinometer được đặt trong các panel tường chan

® le, ° ^ oO 2 °

= ad Bà

Š € 1 } aoe 03 „4

| | Page

——— ạ p #8 Pax

o 5 10 15 A Location for Titmeter

Scole (82) Legend © Location for inctinometer Tude

- x Locaton for Vertical Beam Sersor

M@ Location fer Surlace & Deep Setthoment Plate7 Storey Building ray

Diaphragm Wall

X Locaiona for Praoad

Hình 1.10 - Mặt bang công trình và vị tri lắp đặt các thiết bị quan trắc [4]

Hình 1.11 - Mặt cắt ngang tang ham và đặc trưng của đất nên [4]

Bang 1.4 - Bang tóm tắt đặc trưng các lớp đất [4]TT Cao độ đỉnh lớp đất W Ye Cụ SPT

Loai dat (m) (%) | (kN/im’) | (kPa) | N

Sét mém 0 - 3.0 35 - 78 16-19 30

Set nửa cứng 12.7 30 19 7]Sét cứng 14 22-34 19-21 | 43-300 | 14-52

Cat chat 25 14 - 25 20 - 23 - > 39

Bang 1.5 - Đặc trưng hệ thanh chong tam [4]Hệ chống Hệ giăng ngang Tiết diện thanh chống

Lop 1 1 WF400x400 1 WF350x350Lop 2 2WF400x400 1 WF400x400

Đoạn tường chắn DI của công trình doc theo dòng sông được thi công cáchtường chắn hiện hữu của dòng sông 4m Trình tự thi công tang hầm công trình gồm

các bước chính sau:

1 Dao đất đến độ sâu -2.5m và thi công dam mũ.Lắp đặt tầng chống thứ nhất và kích tải trước đến 40% tải thiết kế cho hệ.Lắp đặt tầng chống thứ hai và kích tải trước đến 50% tải thiết kế cho hệ

1.2 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU O VIỆT NAM

Châu Ngọc Ấn (Bộ môn Địa cơ Nền Móng - Đại học Bách Khoa TP.HCM)và Lê Van Pha (Ủy Ban Nhân Dân Quận 5) với đề tài "Tinh toán hệ kết cấu bảo vệhỗ móng sâu bằng phương pháp xét sự làm việc dong thời giữa đất nên và kết cấu"[5] đã trình bày nghiên cứu việc tính toán kiểm tra hệ kết cấu chống đỡ hồ đào đốivới công trình trạm bơm nước sinh hoạt thuộc hệ thống xử ly nước thai Nhiêu Lộc -Thị Nghè (TP Hồ Chí Minh) Tác giả sử dung phần mềm Plaxis để kiểm tra ônđịnh, biến dạng của đất nền và hệ kết cấu ở các giai đoạn khác nhau trong quá trìnhthi công Mô hình bài toán được sử dụng là Mohr — Coulomb (mô hình đản hồi dẻo

| +e zZi”- —-3ä- ees A ——(— Cr.) -—

k aos ig ah M8 iff in HGỊ ay 43 MỊ i| lái v Lie hile ms b: $- b=1⁄4' : -~ NỈ 4 i ; = ie

| Bas ` Ny 2a Se $ Palin đi y ` al ih h frSe “NÀ, vA HN ed ui II:

“” TIE CAT od ie 222727277 127271 x T11 117725LAL ALE LLL LE LL NEMA LAME LEE LTE LEAD Nhe (A BOM xZ2/2:⁄2./2 fe

Hình 1.16 — Hệ tường chan và thanh chong [5]

Hình 1.17 — Các kích điều chỉnh chuyển vị cua tường [5]

"me X¬»—ee====== - ee ee ốc Cong Sa + =| >) `» BAAS SSAA SANNA SNA rae ee 8 `vi ` S3

NAAANAAAAAAAAANS ASS SS SOE eed B~ EXAASASAKRN wip XÁC

Bang 1.6 — Tinh chất cơ lý của đất nên công trình [5]

Modul dan hồi E được tác giả lay theo công thức tương quan thực nghiệm

của Michel, Gardner (1975) và Schurtmanm (1970):

E =766N (kN/m’)trong đó N — chỉ số SPT

Các giai đoạn tính toán được thể hiện chỉ tiết trong bảng sau:

Bang 1.7 — Các giai đoạn thi công hồ đào [5]

Phase Nội dung

0 Trạng thái ban đâu của đất nên| Thi công hệ tường chăn BTCT2 Tải trong phân bỗ tác dụng trên bê mặt3 Đào dat và hạ mực nước ngâm trong hồ móng tới cốt -1.504 Lap dat tang chông 1 cốt -1.00

5 Dao dat và hạ mực nước ngâm trong hồ móng tới cốt -3.506 Lap đặt tang chông 2 cốt -3.00

7 Đào dat và hạ mực nước ngâm trong hồ móng tới cốt -6.008 Lap dat tang chông 3 cốt -5.50

9 Dao dat và hạ mực nước ngâm trong hồ móng tới cốt -7.0010 | Đào dat và hạ mực nước ngâm trong hỗ móng tới cốt -8.0011 | Lap dat tang chông 4 cốt -7.50

12_ | Dao đất và hạ mực nước ngâm trong hỗ móng tới cốt -9.0013 | Dao dat và hạ mực nước ngâm trong hỗ móng tới cốt -10.5014 | Dao dat và hạ mực nước ngâm trong hỗ móng tới cốt -11.5015_ | Lap dat tang chông 5 cốt -11.00

16 | Đào dat và hạ mực nước ngâm trong hỗ móng tới cốt -13.5017 | Lap đặt tang ching 6 cốt -13.00

18 | Đào dat và hạ mực nước ngâm trong hỗ móng tới cốt -15.5019 | Đào đất và hạ mực nước ngâm trong hỗ móng tới cốt -17.5020 | Lap đặt tang chông 7 cốt -17.00

21 | Đào đất và hạ mực nước ngâm trong hỗ móng tới cốt -19.5022 | Đồ lớp BTCT đáy móng cốt -19.50

23 | Tháo dỡ tang thanh chéng 6, 7

-18-Bảng 1.8— Kết quả tính toán lý thuyết và đo thực tế lực dọc tác dụng lên

các lớp thanh chong [5]Cao đô Kết quả (kN/m)

2 -3.000 | -130.17 -160 +22.90 | -91.50 -76 -16.943 -5.500 | -146.02 -480 +228.72 | -123.82 -506 +308.654 -7.500 | -254.91 -266 +7.88 -339.45 -512 +50.835 -11.000 | -454.55 -483 +6.26 - -982 -11.836 -13.000 | -870.26 -778 -10.60

7 -17.000 | -659.39 -767 +16.32San day | -19.500 -773.36

Ghi chu:o Dau (-) đôi với giá tri lực dọc: lực nén

o Dấu (+) đối với giá trị lực doc: lực kéoo Dấu (-) trong cột 5, 8: Giá trị đo thực tế nhỏ hơn giá trị lý thuyếto Dấu (+) trong cột 5, 8: Giá trị đo thực tế lớn hơn giá trị lý thuyếtTừ kết quả tính toán theo lý thuyết ở trên theo từng giai đoạn thi công hồ dao

và gia tri quan trac được, tác gia đã rut ra một sô kêt luận quan trọng như sau:

1 Sau khi tháo dé tầng thanh chống 6, 7 (phase 23), lực dọc tác dụng lên tangthanh chống 3, 4 tăng lên rất lớn Đặc biệt là trong tầng chống 3, lực dọc tănglên gấp 4 lần so với kết quả tính toán theo lý thuyết, làm cho tầng chống 3làm việc ở trạng thái rất nguy hiểm Do đó cần có phương án tăng cường dựphòng hoặc chỉ tháo dở tầng chống 7 và giữ lại tầng chống 6

2 Luôn có phương án tăng hệ thanh chống dự phòng (chuẩn bi các vị trí lắpchống xen kẽ) và phải tính toán mô phỏng trước.

1.3 NHẬN XÉT

Qua các nghiên cứu trên thế giới cũng như ở Việt Nam, các tác giả đều nhắnmạnh tầm ảnh hưởng quan trọng của hệ chống đỡ hồ đảo trong quá trình thi côngtang ham Với hệ thanh chống có độ cứng đủ lớn và các biện pháp kích tải thíchhợp, chuyên vị của tường chắn sẽ giảm đáng kể trong quá trình thi công đào dat

Tuy nhiên, những nghiên cứu trên chưa làm rõ được việc thay đổi cácphương án bố trí hệ thanh chống sẽ ảnh hưởng như thé nào đến chuyên vị của tườngchắn

Do đó, luận văn sẽ phân tích chỉ tiết về mối quan hệ ứng xử giữa kết câu hệthanh chống và chuyền vị của tường chan, đồng thời đề xuất phương án bố trí hệ kếtcầu chống đỡ hợp lý đảm bảo điều kiện chuyển vị của tường vây thông qua môphỏng biện pháp thi công tang ham của một công trình thực tế

-20-CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYET2.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VE HE THANH CHONG ĐỠ HO ĐÀO

Trong quá trình thi công đào đất tầng hầm, tường chắn không chịu được áplực ngang của đất nền, do đó hệ thanh chống đỡ hỗ đào thường được yêu cầu sửdụng Việc lựa chọn hệ thanh chống không chỉ phụ thuộc vào độ lớn của áp lựcngang, mà còn phụ thuộc vào thời gian lắp đặt và những trở ngại mà hệ thanh chốngmang lại trong quá trình thi công tầng hầm

Căn cứ theo vật liệu làm thanh chồng, có thể chia ra làm 3 loại:

i Thanh chống bằng gỗ

Chi phí rẻ nhưng cường độ chịu nén thấp, dễ nứt, rất nhạy cảm với sự ăn

mòn, độ cứng dọc trục bé Bên cạnh đó, việc nỗi ghép các thanh gỗ vớinhau rất khó khăn, đồng thời không thể tái sử dụng cho công trình khác.Chính vì những lý do đó nên hệ thanh chống bang gỗ ít được sử dụngtrong thi công hồ dao

ii Thanh chống bang bê tôngĐộ cứng dọc trục lớn nên có thể sử dụng với các hố đào có hình dạngkhác nhau mà không gây ra sự ching ứng suất Tuy nhiên, hệ thanhchống bang bê tông có trọng lượng lớn, không dé dàng cho việc tháo dỡ,việc kích tải trước cho hệ cũng rất khó khăn và phải cần nhiều thời gianđể hệ đạt đến cường độ cho phép Do đó, hệ thanh chống bang bê tôngcũng không phải là sự lựa chọn tối ưu trong thi công hồ đảo

ii Thanh chống băng thépHệ thanh chống băng thép có nhiều ưu điểm như: dễ lắp đặt và tháo dỡ,thời gian thi công ngắn, chi phí thấp, dé kích tải trước Do đó, hệ thanhchồng bằng thép được dùng rộng rãi trong thi công hồ đảo sâu

Căn cứ theo chức năng của hệ chông, có thê chia ra làm nhiêu loại như bờ

đất bảo vệ (earth berm), hệ thanh chống ngang (horizontal struts), hệ thanh chống

xiên (rakers), hệ neo (anchors), san thi công top — down,

Endl bradeal< Retaining wall

I

Horizontal struts

Hình 2.2 — Hệ thanh chống đỡ hồ đào

Center post > the higher level

Bracket U-clip

Luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu vê ng xứ cua hệ thanh chong bangthép dén chuyên vị của tưởng chăn trong các giai đoạn khác nhau cua thi công tanghâm.

2.2 ANH HUONG CUA HE THANH CHONG DEN CHUYEN VỊ TƯỜNG

CHAN TRONG QUA TRÌNH THI CONG TANG HAM2.2.1 ĐỘ CỨNG CUA HỆ THANH CHONG

a Trường hợp hệ thanh chong có độ cứng lớn

Theo như hình 2.4, khi bắt đầu đào đất giai đoạn thứ nhất, chuyền VỊ của

tường chăn sẽ xuất hiện và có dạng như một consol (hình a) Sau khi lắp đặt tầngthanh chống thứ nhất và tiễn hành đào đất giai đoạn 2, nếu hệ thanh chống có độcứng đủ lớn, tường chắn sẽ xoay xung quanh điểm tiếp xúc giữa hệ thanh chống vàtường, khi đó biến dạng của tường chăn có dạng như hình b Chuyển vị lớn nhất củatường chan xảy ra gần bề mặt hồ dao Hoan tat lắp đặt tầng thanh chống thứ hai vàtiến hành đào đất giai đoạn 3, giả định rang độ cứng tầng thanh chống thứ hai cũngđủ lớn, khi đó tường chăn sẽ tiếp tục xoay xung quanh điểm tiếp xúc giữa tầngthanh chống 2 và tường, biến dạng của tường chắn có dạng như hình c Chuyến vị

lớn nhât của tường chăn cũng xảy ra gan bê mặt hô đào.

-24-Trong trường hợp bên dưới hố dao là lớp đất yếu, lực chéng để ngăn canchuyền vị của tường chắn vào bên trong hé đào nhỏ, khi đó chuyển vị lớn nhất củatường chăn thường xảy ra ở bên dưới bề mặt hồ đào Ngược lại khi bên dưới là lớpđất tốt, chuyển vị lớn nhất của tường chắn thường xuất hiện trên bề mặt của hồ dao

b Trường hợp hệ thanh chống có độ cứng bé

“/ NN

i RetainingH wall

dạng gân VỚI consol và chuyển vị lớn nhất sẽ xuất hiện tại đỉnh của tường chan

2.2.2 KHOANG CACH CUA HE THANH CHONG

Khoảng cách của hệ thanh chống có thé được chia thành khoảng cách theo

phương ngang và khoảng cách theo phương dọc Sự thu hẹp khoảng cách theo

phương ngang làm gia tăng độ cứng của hệ chống trên don vị bé rộng hồ đào, khi

đó biến dạng của tường chắn tương ứng với trường hợp thanh chống có độ cứng lớn

đã được trình bày ở trên.

Sự rút ngăn khoảng cách của hệ thanh chống theo phương đứng có thể tácđộng hữu hiệu trong việc giảm biến dạng của tường chan bởi vì độ cứng của hệthanh chống được gia tăng Mặt khác, vì biến dạng của tường chăn là kết quả tíchlũy xuyên qua các giai đoạn đào đất khác nhau, khi khoảng cách theo phương đứngcủa hệ thanh chống được rút ngăn, chiều dài không cố kết trong mỗi giai đoạn đàođất giảm, kết quả là biến dạng của tường chăn cũng sẽ suy giảm Chiều dài khôngcô kết là khoảng cách giữa cao độ tầng thanh chống thấp nhất và bề mặt hồ đào

ra ngoài một cách dé dang

Thực sự, sẽ không có van đề gi khi việc kích tải trước gây ra sự di chuyểncủa tường chăn vì khi xét tổng thể toàn bộ quá trình đảo đất và lắp đặt hệ thanhchống, việc kích tải trước luôn luôn hữu ích đối với việc giảm chuyển vị của tường

chăn cũng như độ lún bê mặt của dat nên.