Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích ổn định hố đào sâu cho công trình ven biển thành phố Đà Nẵng

LỜI CÁM ƠNLuận văn “ Phân tích ôn định hố đào sâu cho công trình ven thành phố Đà Nang” vớimục đích nghiên cứu phương pháp tính toán và thi công tường tầng ham phù hợp trongđiều kiện đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HÒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ DUY PHƯỚCPHAN TÍCH ON ĐỊNH HO ĐÀO SAU

CHO CONG TRINH VEN BIEN

THANH PHO DA NANGChuyén nganh: DIA KY THUAT XAY DUNG

Mã số ngành : 60.58.60

LUẬN VAN THAC SĨ

TP HO CHÍ MINH, tháng 11 năm 2012 `” |

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRƯỜNG ĐẠI HOC BACH KHOA-DHQG-HCMCán bộ hướng dẫn khoa hoc: TS DO THANH HAI

5 TS DO THANH HAIXác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyênngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.

CHỦ TỊCH HỘI ĐÒNG TRUONG KHOA QL CHUYEN NGANH

GS.TSKH NGUYEN VAN THO

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Tp HCM, ngày thang năm 2012NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : VÕ DUY PHUOC Phái : NamNgày sinh :21/07/1987 Noi sinh : TP.HCMChuyên ngành : Địa Kỹ thuật Xây dựng MSHV :I1I0903221- TEN DE TÀI

Phân tích ồn định hồ đào sâu cho công trình ven biến thành phố Đà Nẵng

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

Mo dauCh ong 1 Tong quan về hỗ dao sâu trong điều kiện đất tự nhiên nhiễm mặn và rửa mặn.Ch ong 2 Lý thuyết tính toán 6n định hồ đào sâu

Ch ong 3 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu co lý của đất tự nhiên nhiễm mặn và rửa mặn.Ch ong 4 Ứng dụng phân tích tính toán Ôn định của hỗ đào sâu cho công trình thực tế.Ket luận, kiên nghị

3- NGÀY GIAO NHIỆM VU : 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VỤ: 5- HO VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DAN: TS DO THANH HAINội dung và đề cương Luận văn Thạc sĩ đã được Hội Đông Chuyên Ngành thông qua.CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL

QUAN LY CHUYEN NGANH CHUYEN NGANH

TS DO THANH HAI PGS.TS VO PHAN

LỜI CÁM ƠNLuận văn “ Phân tích ôn định hố đào sâu cho công trình ven thành phố Đà Nang” vớimục đích nghiên cứu phương pháp tính toán và thi công tường tầng ham phù hợp trong

điều kiện đất bị nhiễm mặn và sau khi rửa mặn Đề tai cũng đưa ra cơ sở lý thuyết tính

chuyển vi tường và tính toán trên một công trình thực tế với địa chất được khảo sát.Em xin trân trọng cảm ơn thầy TS Đỗ Thanh Hải, thầy Th.S Hoàng Thế Thao đã tậntình hướng dẫn và cung cấp các tài liệu cần thiết có liên quan đến dé tài dé em có théhoàn thành luận văn này.

Em cũng xin cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Địa Cơ Nền Móng, trường ĐạiHọc Bách Khoa đã tận tình hướng dẫn, trang bị nhiễu kiến thức giúp cho em có thé hoànthành luận văn này.

Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn và kiến thức về lĩnh vực địa kỹ thuật nên khôngtránh khỏi hạn chế và thiếu sót Em rất mong sự đóng góp của quý thây cô để luận vănđược hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn.

TP.Hồ Chí Minh, tháng II năm 2012

Học viên

VÕ DUY PHƯỚC

TÓM TẮT

Luận văn này tập trung phân tích 6n định của hố đào công trình khu phức hợpkhách sạn Bạch Dang ở Da Nẵng trong quá trình thi công Nền đất ở khu vực này nam sátbờ biên nên chịu ảnh hưởng ro rệt cua sự dâng lên và hạ xuống của mực nước biển và bịnhiễm mặn Kết quả quan trắc mực nước ngầm trong các hố khoan cho thấy: vào mùamưa, mực nước ngầm cao nhất là -Im, nhưng giảm xuống -5m vào mùa khô Địa hìnhvùng ven biến có nhiều núi non, nên áp lực từ các sông, suối làm cho lượng muối trongđất bị giảm, gây ra hiện tượng lọc muối tự nhiên

Kết quả thí nghiệm lọc muối trong phòng được tiễn hành với mẫu đất lấy tại độsâu Im đến 3m trong hồ đào đang thi công ở mùa mưa, để mô phỏng với việc lọc muối tựnhiên Sau thời gian khoảng 16 ngày, độ mặn trong đất giảm từ 5,8g/1 xuống còn 0.,5g/lcho lớp sét pha Kết quả thí nghiệm cho thay mẫu đất rửa mặn (sau khi lọc mudi) có lựcdính giảm 19,69% và góc ma sát trong giảm 11,98% Thêm vào đó, giá trị môđun biếndạng có ảnh hưởng lớn đến chuyền vị của hố dao cũng giảm 27,8%

Hồ đào được phân tích 6n định theo quá trình thi công băng phần mém Plaxis 2D,và kết quả được so sánh với kết quả quan trac để kiếm chứng Nền dat được mô hình làHardening Soil cho trường hợp đất tự nhiên và đất rửa mặn Trong mô hình thì các thôngsố về tường va đất là đúng với thực tế thiết kế, chỉ có lớp 2 và 3 được thay đổi các thôngsố cho trường hợp đất nhiễm mặn (ban đầu) và rửa mặn (sau khi lọc muối) Kết quả phântích cho thay giá trị chuyển vị ngang lớn nhất ở đỉnh h6 đào ở trong dat tự nhiên là 1.485em, nhỏ hơn 34.93% so với đất rửa mặn nhưng lớn hơn 19,2% so với số liệu quan trắc.Tuy nhiên, các kết quả này vẫn năm trong giới hạn cho phép của chuyên vị hồ đào, và cáckết quả kiểm tra 6n định cũng đạt yêu cầu Do đó, trong thiết kế cần xem xét đến trườnghợp nguy hiểm là đất bị rửa mặn có các đặc trưng cơ lý giảm sẽ ảnh hưởng đến chuyền vịvà ôn định của hồ đào đề đảm bảo an toàn trong quá trình thi công.

ABSTRACTThis thesis focuses on stability on the excavation of Bach Dang hotel and complexapartment during construction stages Soil has salinity in this coastal area when sea waterrises up and down Observation results of ground water level showed that: in the rainseason, it has -Ïm level and decrease to -3m level in the dry season Mountain and seacombine the special terrain with water pressure from mountain spring can leach the saltout of soil, resulted in natural leaching procedure.

Leaching experiments results in the laboratory on soil at the depth of 1m and 3m,in the rain season to simulate the natural leaching Soil salinity decreases from 5,8g/I to0,5g/1 for sandy clay after 16 days of leaching Experimental results showed that cohesionand internal friction value decrease 19,69% and 27,8%, respectively Moreover,oedometer modulus, important factor to horizontal displacement of the excavation, alsodecrease 28 8%.

The excavation is analyzed during construction stage by using Plaxis 2D, and isverified in comparison with observation results Modeling of soil layer is usingHardening Soil model for salinity soil (natural soil) and leached soil In these models,only layer 2 and layer 3 have change of soil properties, other input parameters are thesame Analysis results showed that the value of horizontal displacement at the top ofexcavation wall was | ,485cm, smaller than 34,93% and larger than 19,2% in comparisonwith leached soil and observation results, respectively However, these results are lessthan limit value and stability results for excavation are also accepted Then, it isnecessary to consider the disadvantage case in design when the soil is leached duringconstruction to have safety conditions.

MỞ DAU1 Van dé thực tiễn và tính cấp thiết của dé tài + +55 E23 12151 1212111 xe 1.2 Mục tiêu nghiÊn CỨU - << G0000 0 Họ vớ 1.3 Phương pháp nghiÊn CỨU -< G1900 nọ 1.4.Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của để tầi sec 11g12 1n ng 2.5 Phạm vi và giới hạn của dé tài -¿-¿- + + << SE E19 E1 1 111515111111 111511 111111111111 cxe6 2.

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE HO ĐÀO TRONG DIEU KIỆN DAT TỰ NHIÊN NHIEM MAN

VA RUA MAN1.1 Giới thiệu sơ lược về Thanh phố Da Nang cs cseeesessscsssesesssssseeseseeeesees 3,

1.2.1 Vai trò của hố Ga0 eseeesesseesseesseeseeessesseesscenecssssncensesussssecuesusenseeneesecennesueeseeeneeeneeses 4.1.2.2 Đặc điểm của công trình hỗ đào sâu ¿5-5-5252 2E2ESEE£E2EEEErErrkrerrrreee 4.1.2.3 Phân loại hố đàO 6 tk 5311121 1E 911191 815 1101912111 1011111110 ng kh 5,1.2.3.1 Phương thức dao - << 9900010 nọ 5.1.2.3.2 Đặc điểm chịu lực của kẾt cẫu G-G + E11 9191 21 1 5 9111515111 111 111g ng 5.1.2.3.3 Chức năng kết cấu ¿ - + 22123 11151111 111101211 111111011511 11 0101 010101111120 g0 6.1.2.4 Phân loại tường vây hố đào thường sử dụng + 255252 ce+cseceererereereee 6.1.2.4.1 Tường chan bang cọc đất trộn xỉ măng -¿- 525222 2x2tvEcxrrerererrrrees 6.1.2.4.2 Tường chan đất băng cọc khoan nhồi - +2 + 2 +s+E+E++x+E+Ezxzxerersrrrsees 7.1.2.4.3 Tường chan bang cọc thép hình ¿+ 256 +SS£SE£E#EE2E£ESEEEEEEEEEEEEErkrrkrrrrees 7

1.2.4.4 Tường chan dạng hàng cọc bản thép - ¿+ 2 2++S2SE+E+E2E£EvErErErrersrrrreee 8.1.2.4.5 Coc bản bê tông cốt thép occcccccccccssssssessesesessesssesscsesessesesessesesessesesessesesesseseeeeneee 8.1.2.4.6 Tường vay BATT€ẨẮ© - - cọ nọ kh 9.1.3 Khái niệm về đất nhiễm mặn va rửa MAN eeececeseseecscscesessevecsceccsevevecsceeeeeevecs 11.1.3.1 Nguồn gốc và sự hình thành đất nhiễm MAN .- ¿+ + 22 2 2+s+x+£ezszxee: 12.

1.3.1.1 Nhiễm mặn tự nhién G- 2 E3 x5 k3 8 3 8E 18v 8v cv gYgư gg gvgvcd 12.1.3.1.2 Nhiễm mặn nhân tO ccccecccsscecsssecsssscsssecsssscsssscessscessscessscessscesvscesssceevaceevacees 12

1.3.2 Phân loại đất nhiễm MAN - - + E1 St E193 91 8E 911191 1E 9111515613 xe 12.1.3.3 Anh hưởng dat nhiễm mặn đến các chi tiêu cơ lý của dat 13.00 20 ‹.‹-t 13.1.3.3.2 TrONG MUGC G000 ke 19.LA Nhận XÉ(L - - 5S 1 E1 3 1211 1115151111511 11015 1111151111 111111 111111 010111 1111111111111 11.0 20.

CHƯƠNG 2

LÝ THUYET TÍNH TOÁN HO DAO SAU2.1 Tinh áp lực đất lên tường CHAN cecececccccsessssesesscsescsesesscscscsscsesesscsesessesesessesssesseseeeeees 21.2.1.1 Lý thuyết Mohr-Rankine ¿+ +56 +E+S£SE+E#EEEE£E£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkrrrrkrree 21.2.1.1.1 Áp lực đất chủ động - ¿c1 1 S121 1 15111 11111111111 111115 11111111 gre 21.2.1.1.2 Áp lực đất bị động - + S11 S11 1 151111111 11111111 1101111010101 111gr 22.2.1.2 Lý thuyết COULOMD - ¿2-5565 E393 123931 121918212111 21 2111111111111 1 1x 22.2.1.2.1 Áp lực đất chủ động - ¿E11 S121 1 15111 111111111111 111115111111 01.0 01011 gy 23.2.1.2.2 Áp lực đất bị động - + 5:51 1 ST 1 121111111 01111111 1101711111110 1 11g 26.2.2 Phương pháp tính kết cau chắn giữ hố đảo - 5-52 25225222 £E£E£EzEzrrsrerree 27.2.2 Phương pháp tính kết cầu chắn giữ hỗ dao (Phương pháp Sachipana - Nhật) 27

2.3.1 Phương pháp Terzaghi — PeCK - - - << 11990101011 199 9911 ngờ 30.2.3.2 Phương pháp Terzaghi cải tiẾn ¿-¿- 55222211 1 E1 1212121511 1111111111111 ky 32.2.3.3 Phương pháp Caquot và Kerisel - - << 5c 1300001011999 900 1n ng 33.2.3.4 Phương pháp tinh chống trôi đáy khi đồng thời xem xét cả C và @ - 34.2.4 Kiểm tra 6n định chống chảy thấm của hồ đào - 25-5252 5s+ccscs+eczscxee 35.2.4.1 Kiểm tra 6n định chống phun tràO ¿+ - 2 5 S2 +E+E+E££E+E#EE£E£EeErErkerrrererrees 35.2.4.2 Kiểm tra 6n định chống cột nước C6 ấp - ¿+ ¿2+ 2 +£+E+E£+x+E+Erkrterererrerees 37.2.5 Kiểm tra 6n định của tường chắn ¿+ - ¿52+ 2 +E+E+E£E£ESEEEEEEEEEErkrrrrkrrrrees 39.2.5.1 Kiểm tra 6n định của đất nên dưới bản móng tường chăn - - 39.2.5.2 Kiểm tra 6n định trượt phang của tường chăn - 25 +52 +s+scscxvxerscxee 40.2.5.3 Kiểm tra 6n định lật của tường chắn ¿-¿- - + + 2 +E+E+E+EEE£E£EESEEErkrkrkrree 40.2.5.4 Kiểm tra 6n định trượt sâu của tường ChắPN - c1 S1 SE E112 Ekrkskseree 41.2.6 NAAN XEb Al.

CHUONG 3

THÍ NGHIEM XÁC ĐỊNH CAC CHÍ TIEU CO LÝ DAT TRONG DIEU KIỆNDAT TU NHIÊN BỊ NHIEM MAN VA RUA MAN

3.1 Công tác lay mẫu tại hiện trường để xác định các chỉ tiêu co lý của dat trong điều

kiện tự nhiên nhiễm mặn và rửa MAN + E tk E83 E3 E13 123 2v vi 42

3.2 Thí nghiệm xác định độ mặn ban đầu của mẫu tự nhiên s scsesxzxe: 44.3.2.1 Chon phương pháp do độ mặyn <1 1113999993111 1 1 v1 ng 44.3.2.2 Chọn thiết bị đo độ mặn G- G5 53112191 E51 11 9158 3 5 1111511 xnxx ree 45.3.3 Thí nghiệm rửa Man - - - - G9999 ng 46.3.3.1 Mô hình rửa mặn 00 eeccccccccceesseecceecceeeseecceecaeeeeecceeaeeaseeeceseeaeeeeccessaeaeseeceeeees 47.

3.3.2 Dụng cụ và trình tự rửa mặn - + 0000100 re 47.3.4 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý đất tự nhiên nhiễm mặn và rửa mặn 49.3.4.1 Thí nghiệm xác định trọng lượng riêng (y) của đất tự nhiên nhiễm mặn và rửa mặn

Ma 49.3.4.2 Thí nghiệm xác định độ âm (W) của đất tự nhiên nhiễm mặn và rửa mặn 51.3.4.3 Thí nghiệm cắt trực tiếp của đất tự nhiên nhiễm mặn và rửa mặn - 52.3.4.4 Thí nghiệm nén cơ của đất tự nhiên nhiễm mặn và rửa mặn 5s: 54.3.5 So sánh các chỉ tiêu cơ lý cua đất trong điều kiện tự nhiên và rửa mặn 5.S0 pc 59.

CHƯƠNG 4

UNG DUNG PHAN TÍCH TÍNH TỐN ON ĐỊNH CUA HO ĐÀO SAU CHO

CONG TRINH THUC TE

A.1 Gidi thidu v6 COng trink 0n “ Ữ1 60.4.2 Câu tạo địa Chat c.ccccscsscscessscececscecesssssvscscecssevsvscececsscevsvscececseavscacecessevavacaceavavacees 62.4.3 Mat cat dia nh ố ố ẻ G7.4.4 Trình tự thi cơng hố đảo ¿- 5 S223 3 E3 121111151111 11111111 111101011111 01 111 Hye 68.4.5 Các thơng số đầu vào trong mơ hình PlaXis ¿2 - 2 55252 s+£+£+£s+E+zzsexee 68.4.5.1 Các thơng số về Gat ccccccccccscssssesessssesessssesessssesscscsesscssscssssssesscsesesecsesesscsssesecseseeeees 68.4.5.2 Các thơng số của tường trong đất + + ¿6 S2 123 15151111 2121115 11111111 xe 70.4.5.3 Các thơng số của hệ thanh chống ¿2-2 2522252 SE‡E#EEEEEEEErEeErrrkrrerrred 70.4.6 Mơ hình bài tốn trong Plaxis đối với đất tự nhiên nhiễm mặn - - 71.4.6.1 Các g1a1 đoạn thi CON - cọ nọ re 7].4.6.2 Mơ phỏng và phân tích các giai đoạn thi cơng theo mơ hình Palxis trong điều kiệnđất tự nhiên nhiễm MAN LG te E133 E338 11818 5118181111111 11111 1111111111111 111111 xe 71

4.7.1 Các giai đoạn thi CONG eee eeessseeccesssececessseeeceessaceecesseeecesseeeceessaeeeeessaeeeeessaees 83.4.7.2 Mô phỏng va phân tích các giai đoạn thi công theo mô hình Palxis trong điều kiệnđất rửa mặn - Sen t S191 1158111111111 1111111111111 1111111111111 111111 11111111110 11111 1n rkg S3.4.8 So sánh kết quả chuyền vị ngang của tường vây trong điều kiện đất tự nhiên nhiễmmặn, rửa mặn và theo số liệu quan O 90.5N Giat doan dao dot 0n -11 äaằăằăằă 90.VI Giat Coan dao dOt 2 < -311ằ 90.4.8.3 Giai đoạn đào đợt S - 0000010110111 0 2 2111110111111 ng 54 91.4.9 Kiểm tra 6n định đáy hố đảo -¿- S2 S211 3 15 1112111111111 11 1171111111111 xe 92.4.9.1 Phương pháp Caquot và K€TISGÌÏ - << 1 999000101 re 92.4.9.1.1 Đối với đất tự nhiên nhiễm MAN oo eeeesecceceseeescscececeeseescsceceesevevscseeevevacees 92,4.9.1.2 Đối với đất rửa mặn - - k1 912111 1111915113 51110151111 11g vn ng: 92,4.9.2 Phương pháp tính chống trồi đáy khi đồng thời xem xét CAC và @ 93.4.9.2.1 Đối với đất tự nhiên nhiễm MAN - - + E122 SE SE EeEsEgEekeEseserkes 93.4.9.2.2 Đối với đất rửamặnn - kh 11919111 1111011110 111101211 1 Hung 93.4.10 Kiểm tra 6n định chống phun tra0 c.cccccccccsessssesessssesessescsscsssescsesesecseseescssseeeeseseseees 95.4.10.1 Kiểm tra 6n định phun trào đáy hố dao trong điều kiện đất tự nhiên nhiễm mặn 95.4.10.2 Kiếm tra 6n định phun trào đáy hồ dao trong điều kiện đất rửa mặn 96.ALL NAAN cm AA sa 97.KET LUẬN VA KIEN NGHI ccccccccccccecescssscscececescecscscececssvevscececseevscaceceeevavacececeeavavees 99.TAI LIEU THAM KHẢO - -G- + 6E E93 51121 E311 91 1 1 5 11111 1E 11111 crei 101

DANH SÁCH HINH VE

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE HO ĐÀO TRONG DIEU KIEN DAT TỰ NHIÊN

NHIEM MAN VA RUA MANHình 1.1: Các công trình ven biển TP Đà Nẵng c.ccccccccsecscsessssesescsesescsssseseseessesees 3.Hình 1.2: Tường chan bang cọc đất trộn xi măng ¿5-55-5252 2e+cscecxvrersceee 6.Hình 1.3: Tường chan đất bằng cọc khoan nhỗi ¿5-5552 ++s+x+£e+x+xezscxee 7.Hình 1.4: Tường chan bang cọc thép hình: ¿+ - 2 22+ S£ 2 ££+E+Ee£ezxerrerrerered 7.Hình 1.5: Tường chan dạng hàng cọc bản thép - + 2252 ++££++x+xz£zrsrerscree 8.Hình 1.6: Tường cọc ban bê tông cốt thép c.ccccccesccscsessssessesssessesesesssssscsesessesesssseseeeeees 8.Hình 1.7: Minh họa thi công tường vây BÌTCÏ' cv nen 10.Hình 1.8: Hồ đào 6n định bằng tường vây và hệ chống - 2 55525255552 11

Hình 1.9: Sự thay đôi của độ âm W, W, va Wp theo nông độ muỗi 13

Hình 1.10: Sự thay đổi tỉ số (c/p) hay (S,/p) theo chỉ số dẻo Ip [13] - 14

Hình 1.11: Kết quả thí nghiệm đất sét trầm tích mẫu tự nhiên và mẫu lọc 16

Hình 1.12: Quan hệ giữa độ nhạy và hàm lượng mudi trong đất sét biển NaUy 16

Hình 1.13: Sơ đồ - thiết bị nén lún cải tiẾn -c¿ 2 Sex EeEsesesees 16.Hình 1.14 Kết qua thí nghiệm nén lún cho 2 trường hop thí nghiệm trên thiết bithông thường và thiết bị cải tiẾn -.- ¿E2 S223 3 E2 1 1212121111 2111 11110111111 cv 17.Hình 1.15: Mô hình - thiết bị lọc MAU - - E6 +2 ESE#E#E2E SE St EeEsEskekeerereesed 17.Hình 1.16: Đồ thị đường cong nén lún e — logp cho mẫu trước và sau lọc 18

Hình 1.27: Khảo sát sự biến thiên của hệ số rỗng trước và sau khi lọc 18

CHƯƠNG 2: LÝ THUYET TÍNH TOÁN HO DAO SÂUHình 2.1 : Cân bang Mohr-Rankine (chủ động) cccccccceeeseeesseceeeeeesceesseneeeeeeeeeeeaeees 21

Hình 2.3: Tính toán áp lực đất chủ động theo Coulomb - 2s 2 s+s+secscs+2 23.

Hình 2.4: Sơ đồ tính toán chính xác lực trong thanh chống theo Sachipana 28

Hình 2.5: Sơ đồ tính toán gần đúng lực trong thanh chống theo Sachipana 29

Hình 2.6: Sơ dé tính chống trồi đáy hố đào theo phương pháp Terzaghi — Peck 31

Hình 2.7: So đồ tính chống trồi đáy hố đào theo phương pháp Terzaghi cải tiễn 32

Hình 2.8: Sơ đồ tính toán chống trồi mặt đáy hố đào theo Caquot - Kerisel 33

Hình 2.9: Sơ đồ tính toán chống trồi đồng thời xét cả CVA Q -¿cccc+cec5¿ 34.Hình 2.10: Sơ đồ kiểm tra chống phun trào - ¿+ + 22222 S££E+EeEzterrerrerered 36.Hình 2.11: So đồ kiểm tra chống phun trào đáy hồ 5-5252 255+£+£+£cszxccee 37.Hình 2.12: Tri đáy do nước có ấp gây ra ceceecsccscssessesesessesssesscsesessesessssescssseescseseescseeeees 38.CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHÍ TIỂU CƠ LÝ ĐẤT TRONGDIEU KIỆN DAT TỰ NHIÊN BỊ NHIEM MAN VÀ RỨỬA MANHình 3.1: Vị trí và độ sâu lấy mẫu - - + 2522123 1 15 1 1211111111115 1101111 xe 43.Hình 3.2 Các mẫu đất lay tại hiện trường để thí nghiệm trong phòng .- 44.Hình 3.3: Các mẫu tiến hành đo độ mặn ban đầu ¿2 + + E+E+E+E£eEsEsEsxzesecee 44.Hình 3.4: Thiết bị do độ mặn CPC -4/O l ¿- ¿2 S2 SE E133 5 EE51E5 2121115 111k 45.Hình 3.5: Xác định độ mặn của đất tự nhiên bị nhiễm mặn - - 5 s£sc+xzxe: 46.Hình 3.6: Mô hình rửa mặn (lọc muôốii) - 6s + 53k SE ESE SE EeESESESEEeEsEskrkseseree 47.Hình 3.7: Dụng cụ rửa mặn trong Phong - - cv ke 47.Hình 3.8a, 3.8b: Thí nghiệm lọc muối mau cát pha, sét pha -2 2 2552: 46.Hình 3.9: Tiến hành đo độ mặn của mẫu sau khi rửa mặn - 5s scsssxsx+esecs xe 48.Hình 3.10: Cân điện tử xác định trọng lượng dao VON -<sS se 49.Hình 3.11: Thí nghiệm xác định độ AIM 51.Hình 3.12: Thí nghiệm cắt trực tiẾp -¿- - 252 SE SE E2 2E 2 EEEEEEEErrkrkrksred 53.Hình 3.13: Thí nghiệm nén cố KẾT woe cccccccccscsscscsescscscscscscscscscssssescscscscscscssssssestscsssseaes 55

CHƯƠNG 4:UNG DUNG PHAN TÍCH TÍNH TOÁN ÔN ĐỊNH CUA HO DAOSAU CHO CÔNG TRÌNH THUC TE

Hình 4.1: Mặt băng hỗ dao công trình . - +52 S252 SE2E£E2ESESEEEEEEEEEErEE sesseeseens 60.Hình 4.2a: Mặt bằng hồ đào và vị trí các hỗ khoan . - + 2+ c+c2c£ezertse seseseees 61.Hình 4.2b: Mặt cắt hố Gao - - tt 1112111 111 9111111111 111 111gr aeneeees 61.Hình 4.3: Mặt cắt địa Chat c1 119121111 H11 5111010111 1g TH ng ca ngu 67.Hình 4.4: Hồ dao trong điều kiện đất tự nhiên nhiễm mặn - 5 +s+s+£zcs2 71.Hình 4.5: Thi công tường Barrette SÖmm (<5 E388 395351 9935 1 k4 72.Hình 4.6: Đào đất đến đô sâu -3.5m - 6c c+ tt Hee 72.Hình 4/7: Dòng thấm khi hạ mực nước ngầm tại độ sâu -4‡m «<5 72.Hình 4.8: Chuyén vị tường và đất ở giai đoạn đào lớp 1 ¿-5-5+c+cscscscsceee 73.Hình 4.9: Biéu đỗ chuyển vị ngang của tường ¿5-52 Sc t2 2xctErxekerrrrrereee 73.Hình 4.10: Biểu moment uốn của tường ¿2-5 2522252 2E+E+EE£E£EeEreetererererrees 73.Hình 4.11: Biểu đồ lực cắt của tường ¿+ + + z1 E E1 111215111111 11 1111111 73.Hình 4.12: Biéu đồ chuyển vị ngang ở giai đoạn L - 255cc cecxcrerereerereceee 74.Hình 4:13: Kích hệ chồng I350x350 tại độ sâu -3m << 74.Hình 4.14 : Chuyển vị tường và đất ở giai đoạn kích thanh chống . - 74.Hình 4.15: Nội lực trong thanh chống ¿-¿- - - +52 SE+E+E+EEEEEEEEE5EEEEEEEE111 1xx rke, 75.Hình 4.16: Biéu đồ chuyền vị ngang của tường - + 5c5c2xcxcrzxekerrrrrererree 75.Hình 4.17: Biểu moment uốn của tường ¿2-5 2 2+2 +E+E+EE£E£EeE£xrtererereerees 75.Hình 4.18: Biểu đồ lực cắt của tường ¿-¿- - + + S11 12 1111111151111 11 1111111111 ke 75.Hình 4.19: Đào đất đến độ sâu -7.m G1122 111112111 5111011111 112g ng ngu 76.Hình 4.20: Dòng thắm khi hạ mực nước ngầm - - + 2 2+E+E+E+£££E+E£EzEzrersrxreee 76.Hình 4.21: Chuyển vị tường ở giai đoạn đào lớp ¿5-5 + cs+csccxerererrrrerereee 76.Hình 4.22: Biéu đồ chuyền vị ngang của tường - ¿55 55+ cxcxcrcxekererrrrererree 77

Hình 4.24: Biểu đồ lực cắt của tường ¿- ¿+ + + z1 S3 12 1111111121111 11 1111111111 re 77.Hình 4.25: Biéu đồ chuyén vị ngang ở giai đoạn 2 cccccscccssessesesessesesessesssessesesesseseeeeees 77.Hình 4.26: Kích hệ chồng 400x400 tại độ sâu -Ó.5 ccQQQQnnnn 333 x2 78.Hình 4.27: Chuyén vị tường và dat ở giai đoạn kích thanh chống 1400x400 ở độ sâu -6.5mMa 78.Hình 4.28: Nội lực trong thanh chồng T 400x400 ở độ sâu -6.5 - << 78.Hình 4.29: Biéu đồ chuyền vị ngang của tường - ¿55 c5 2xcxcrcxekererrrrrrereee 79.Hình 4.30: Biểu moment uốn của tường - ¿2-5 2522252 2E+E+EE£E£EeEEEetererererrees 79.Hình 4.31: Biểu đồ lực cắt của tường ¿-¿- + + z1 12 1111111151111 11 1111111111 cxe 79.Hình 4.32: Dao đất đến độ sâu -.m -G- G153 91 91 1E 19151 8E 11v ng neo 80.Hình 4.33: Dòng thấm khi hạ mực nước ngầm tại độ sâu -10.5m 80.Hình 4.34: Chuyén vi tuong va đất ở giai đoạn dao lớp 3 ở độ sâu -I0.0m S0.Hình 4.35: Biéu đồ chuyền vị ngang của tường - ¿55 c5ccxcxcrcxekererrrrrrereee 81.Hình 4.36: Biểu moment uốn của tường eeceecccsssesesseseseesesessesssessesesesscsesesseseseeseseesseesesen 81.Hình 4.37: Biểu đồ lực cắt của tường ¿-¿- + + z1 St v2 1111111151111 11 1111111111 re S1.Hình 4.38: Biéu đồ chuyển vị ngang ở giai đoạn 3 -5- 5c cccccccxererrrrrerereee 81.Hình 4.39: Hệ số an toàn khi đào đất đến độ sâu -3.5101 eceessesseseesssesseecseesseesseersenses 82.Hình 4.40: Hệ số an toàn khi đào đất đến độ sâu -7m cscrieriirrirrrirrrked 82.Hình 4.41: Hệ số an toàn khi đào đất đến độ sâu -Im ccccccccrerrrrrrierrked 82.Hình 4.42: Chuyén vị của tường qua các giai đoạn + 2 555cc £e+xctsrsrersrkrree 82.Hình 4.43: H6 dao trong điều kiện đất bị rửa mặn + eseseseseesecsescseseeeeeeeens 83.Hình 4.44: Biéu đồ chuyền vị ngang của tường - ¿55 cSc2xcccrzxekererrrrrrereee 34.Hình 4.45: Biểu moment uốn của tường ¿2-5 2522952 +E+E+EE£E£EeErxrkererereerees 84.

Hình 4.46:Hình 4.47Hình 4.48:

Hình 4.49:Hình 4.50:Hình 4.51:Hình 4.52:Hình 4.53:

Hình 4.54:Hình 4.55:

Hình 4.56:Hình 4.57:Hình 4.58:Hình 4.59:Hình 4.60:Hình 4.61:Hình 4.62:Hình 4.63:Hình 4.64:Hình 4.65:Hình 4.66:

: Biêu do chuyên vi ngang ở giai đoạn |Biểu đô lực cắt của tường -+++sz 2c 2t 3S v11 2121211111111 11 11111 xe 34

Chuyén vị tường và đất ở giai đoạn kích thanh chống I350x350 ở độ sâu -3.0m

¬ äăäăăaă.Ẽ 85.

Nội lực trong thanh chống cccscscsessssesesssscssssssesscsesesscsesesscsesesseseseessseseseeseees 85.Dong thấm khi hạ mực nước ngầm tại độ sâu -7.5m - «<< S5.Biéu đồ chuyền vị ngang của tường -¿- 55c cstcxcxterrkrrerrerreee S6.Biểu Moment uốn của tường ¿2 5255252 +E+E+E£E+EeErErkererererreee 86.Biểu đô lực cắt của tUONg cececescccsessssessesesescscsesscsesesscseseesssesesseseseeeessseseesesen S6

Biéu đồ chuyền vị ngang ở giai đoạn 2- đào đất đến độ sâu -7m 86.Chuyén vị tường và dat ở giai đoạn kích thanh chống 1350x350 ở độ sâu -3.0m

¬ äăäăăaă.Ẽ 87.

Nội lực trong thanh ChONG cccscsccsessssesesssesssscsessesesessesesessssesesscseseeseseseseeseees 87.Dong thấm khi hạ mực nước ngầm tại độ sâu -I0.5m -«« S7.Dong thấm khi hạ mực nước ngầm tại độ sâu -7.5m - «<< 88.Biéu đồ chuyền vị ngang của tường oe .ceececcsescssesesesesessesesessesesesseseseeseseseesesen 88.Biểu Moment uốn của tường ceecccecscsessssssesessesescssscsscsesessssesesseseseeseseseeeesesen 88.Biểu đô lực cắt của tUONg cececescccsessssessesesescscsesscsesesscseseesssesesseseseeeessseseesesen 88.Hệ số an toàn khi đào đất đến độ sâu -3.511 cceecsecseesseesssesseessserseerseenseenees 88.Hệ số an toàn khi đào đất đến độ sâu -7m cccccectierrirrrirrrirrrkei 89.Hệ số an toàn khi đào đất đến độ sâu -IÖm ccccccccrcrrrrrrerrred 89.Chuyén vị của tường qua các giai đoạn 5-52 5e Set Erxrkrrrrrred 89.Biéu đồ chuyền vị của tường vây trong giai đoạn Ì -c-cscscscs¿ 90

Hình 4.68: Biểu đồ chuyển vị của tường vây trong giai đoạn 3 -5-scscce: 90.Hình 4.69: Mô hình tính toán kiểm tra đáy hồ dao trong điều kiện đất tự nhiên 95,Hình 4.70: Mô hình tính toán kiểm tra đáy hồ dao trong điều kiện đất rửa mặn 96.

DANH SÁCH BANG BIEU

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE HO ĐÀO TRONG DIEU KIEN DAT TỰ NHIÊN

NHIEM MAN VA RUA MANBang 1.1 Sự thay đối đặc trưng cơ ly của mẫu đã lọc va mẫu không loc _ 14.Bảng 1.2 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm nén lún cho 2 trường hợp thí nghiệm trên thiếtbị thông thường và thiết bị cải tiỄn - + + S621 1E 1 12111511511 11111111 1111111111 16.Bang 1.3 Bang tong kết đặc trưng nén lún của mẫu trước và sau lọc 18

Bang | 4 Két qua tong hợp W, W_,, Wo, Ip, Ì[, Q0 HH re 19

Bang 1.5 Kết quả tổng kết dung trọng riêng y, dung trọng riêng khô yk 20.Bang 1.6 Kết quả tổng hợp thí nghiệm cắt trực tiếp mẫu -16m và -18M 20.CHƯƠNG 2: LÝ THUYET TÍNH TOÁN HO DAO SÂU

Bang 2.1 — Bang tra góc ma Sat ngOàiI Ö - - c0 He 25.

CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHÍ TIỂU CƠ LÝ ĐẤT TRONG

DIEU KIỆN DAT TỰ NHIÊN BỊ NHIEM MAN VÀ RỨỬA MANBang 3.1 Bang so sánh các thông sô mau cát pha trong điêu kiện tự nhiên và rửa mặn

Bảng 3.2 Bảng so sánh các thông số mẫu sét pha trong điều kiện tự nhiên và rửa mặn.59

CHƯƠNG 4:UNG DUNG PHAN TÍCH TÍNH TOÁN ÔN ĐỊNH CUA HO DAOSAU CHO CÔNG TRÌNH THUC TE

Bang 4.1 Các thông số về đất tự nhiên nhiễm mặn - ¿+2 2 2+2+s+£+£z£z£szxzS+ẻ 69.Bang 4.2 Các thông số đất sau khi rửa mặn - ¿+ + 2 22+E+E££E+teErxeterererrrvees 69

1 Van đề thực tiễn và tính cấp thiết của đề tàiNgày nay, nhu cau về việc sử dụng không gian ngầm như tầng hầm kỹ thuật hoặc dịchvụ dưới các nhà cao tầng, bãi đậu xe ngầm, hệ thống giao thông ngầm, hệ thống xử lý nướcthai , ngày càng gia tăng trong các khu đô thị và ngày càng mở rộng ra các khu lân cậnkhác đặc biệt là các khu vực đất bị nhiễm mặn ở khu vực ven biển miền Trung Đà Nẵng, khimực nước biến thay đổi khi dâng cao và hạ xuống theo mùa và thủy triều, dẫn đến mứcnước ngầm cũng thay đối Ở miền Trung, địa hình có núi và biển xen kẽ, nên khi mực nướcdâng cao đất bị nhiễm mặn, và mực nước hạ xuống đất bị rửa mặn Thêm vao đó, áp lực từnước ở các vùng núi chảy xuống tạo nên quá trình lọc muối tự nhiên Trong quá trình rửamặn sẽ làm thay đổi các chỉ tiêu cơ lý của đất, sẽ làm thay đổi đến chuyển vị của hồ đào.Từ đó việc so sánh ứng xử của đất và tường trong môi trường đất bị nhiễm mặn và đất bịrửa mặn cần được xem xét, trong đó cần xác định giới hạn chuyền vị của tường chan và độlún bé mặt dé đảm bảo cho các công trình xung quanh hay dự đoán được tương lai củacông trình.

2 Mục tiêu nghiên cứuNghiên cứu 6n định, chuyền vị của hố đảo sâu trong môi trường đất tự nhiên bị nhiễmmặn và rửa mặn gom các mục tiêu sau day:

- Thí nghiệm xác định độ mặn của vùng đất ven biển Thành Phố Đà Nẵng.- So sánh thông số các chỉ tiêu cơ học của đất trong điều kiện đất tự nhiên bị nhiễm mặn vàrửa mặn.

- So sánh chuyển vi của tường băng phần mềm Plaxis theo mô hình Hardening Soiltrong điều kiện dat tự nhiên bị nhiêm mặn, rửa mặn và theo sô liệu quan trac.

- So sánh kiểm tra điều kiện bùng đáy hồ đào theo giải tích và mô phỏng.3 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu cở sở lý thuyết tính toán áp lực đất lên tường chan, nội lực tác dụng lên

thanh chống, bùng đáy hồ dao, thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý đất trong phòng chođất tự nhiên bị nhiễm mặn và đất rửa mặn Sử dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng tínhtoán theo mô hình Hardening Soil và so sánh với số liệu quan trắc thực tế

4 Y nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tàiHiện nay ở các thành phố lớn, các nhà cao tầng thường phải xây chen, khi thiết kế vàthi công các tầng hầm cho các công trình cần phải có giải pháp lựa chọn các loại và thôngsố về tường chan và cơ sở tính toán ôn định hé đào sâu hợp ly để không những Ổn định chocông trình đang tính toán trong điều kiện đất tự nhiên bị nhiễm mặn và rửa mặn mà cònphải 6n định cho các công trình lân cận

5 Pham vi và giới han của đề tàiTrong phạm vi nghiên cứu của dé tài không đi sâu vào nghiên cứu lý thuyết đất nhiễmmặn và rửa mặn mà chỉ tiễn hành thí nghiệm để xác định sự thay đối các chỉ tiêu cơ lýcủa đất trong điều kiện đất tự nhiên bị nhiễm mặn và đất sau khi rửa mặn Trong thời giancó hạn, tác giả chỉ nghiên cứu loại đất ở ven biến thành phố Đà Nang (giả định dat đượcrửa mặn hoàn toàn thiên về an toàn).

TONG QUAN VE HO ĐÀO SAU TRONG DIEU KIENDAT TU NHIÊN NHIEM MAN VA RUA MAN

1.1 Giới thiệu sơ lược về Thanh Phố Da NẵngNhững năm gan day, thành phố Da Nẵng đang đi đầu trong cả nước về việc thu hútcác nhà đâu tư Trong đó, Tp.Đà Nẵng cũng khuyến khích các chủ đầu tư xây dựng cáctầng hầm tại các nhà cao tang như chung cư, khách sạn, cao ốc văn phòng Những tangham này không những đáp ứng được nhu cau đầu xe trong tòa nhà mà còn cho các xengoài tòa nhà, góp phan giải quyết bài toán về đậu xe cho thành phố, làm cho thành phốngày càng văn minh và hiện đại.

Theo chủ trương của thành phố, các công trình dọc theo bờ biển Đà Nẵng cũngthiết kế tăng lên số lượng hai, ba tang ham Đặc biệt, công trình này nam ở vị trí gần biến,nên mực nước bién luôn thay đối theo thủy triều, mực nước thủy triều cao nhất là -1.0mvà thấp nhất là -5.0m Vì vậy, khi mực nước biển thay đổi thì lượng muối trong đất cũng

Hình 1.1 Các công trình ven biển TP Da Nẵng

Chính vì đặc điểm này, nên tác giả chọn công trình này để nghiên cứu với tên đề tài là“Phân tích ôn định hỗ đào sâu cho công trình ven biển ở Tp Da Nẵng” để đánh giá ứngxử của đất và tường vây khi lượng muối trong đất thay đồi.

1.2 Tổng quan về hồ đào1.2.1 Vai trò của hồ đào

Ngày nay, tại các thành phố lớn do quỹ đất ngày càng thu hẹp, giá đất ngày càng tăngcao nên con người có xu hướng khai thác tối đa phần không gian dưới mặt đất công trìnhvới nhiều mục đích khác nhau: dây chuyên công nghệ các ngành công nghiệp nặng (luyệnkim, vật liệu xây dựng ), các công trình thủy lợi (các trạm bơm, các công trình thủy lợi,thủy điện ) các công trình giao thông (ga, ham, đường tàu điện ngam ), các công trìnhdân dụng (bãi đậu xe, tầng hầm kỹ thuật )

1.2.2 Đặc diém cua công trình ho đào sauCông trình hố đảo sâu là loại công trình được thiết kế và thi công rất khác biệt nhauvề quy mô trên diện rộng va chiều sâu hé dao, đồng thời còn phụ thuộc vào tình hình địachất khu vực, đặc biệt là các công trình ven biển bị nhiễm mặn trong điều kiện mựcnước biển dâng lên và hạ xuống Công trình hố dao sâu dang phát triển theo xu hướngđộ sâu lớn, diện tích rộng, quy mô công trình cũng ngày càng tăng lên.

Theo đà phát triển cải tạo các thành phố cũ, các công trình cao tầng thường tập trungở những khu đất nhỏ hẹp, mật độ xây dựng lớn Yêu cau đối với việc ôn định và khống chếchuyển dịch rất là nghiêm ngặt Đào hỗ móng trong điều kiện địa chất phức tạp, mực nướcngầm cao và các điều kiện hiện trường phức tạp khác rất dễ sinh ra trượt lở khối đất, matôn định hồ móng, thân cọc bị chuyển dịch vi trí, day hồ trồi lên, kết cầu chăn giữ bị hư hạinghiêm trọng hoặc bị chảy đất làm hư hại hỗ móng, ảnh hưởng đến các công trình xâydựng lân cận, các công trình ngầm và đường ống xung quanh

Công trình hồ dao sâu bao gôm nhiều khâu có quan hệ chặt ché với nhau như chăn đất,

chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước, đào đất trong đó, một khâu nao đó thất bại sẽ

dẫn đến cả công trình bị đỗ vỡ Việc thi cong hồ móng ở các hiện trường lân cận như đóngcọc, hạ nước ngâm, đào đât, đêu có thê sinh ra những ảnh hưởng hoặc không chê lần nhau,

Công trình hỗ móng có giá thành rất cao, nên việc tính toán thi công phải được quantâm đúng mức, nếu bat can dé xảy ra sự có thì việc xử lý rất khó khăn, đồng thời gây ratốn thất lớn về kinh tế và ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt xã hội.

1.2.3 Phân loại hỗ đào1.2.3.1 Phương thức đào

Người ta chia hố dao sâu thành hai loại:

- Đào không có chắn giữ: được sử dụng khi hạ mực nước ngầm, đào đất, gia cố nền và

giữ mái dốc.- Pao có chắn giữ: được sử dụng cho các kết cau quay giữ, hệ thong chắn giữ, gia cônên, quan trắc

1.2.3.2 Đặc điểm chịu lực của kết cauNgười ta chia hỗ đào sâu thành hai loại:- Két cau chắn giữ áp lực chủ động: có vai trò chịu tác dụng của phan áp lực chủ độngtác dụng lên kết cau thành hồ dao, bao gồm các kết cầu phun neo để chắn giữ, tường bangđinh dat dé chan giữ

- Két cau chắn gitt ap luc đất bi động: có vai trò chịu tác dung cua phan áp lực bi độngtác động lên kết cau thành hỗ dao, bao gồm: coc, bản, ống, tường va chống

1.2.3.3 Chức năng kết cầuNgười ta chia kết cầu chắn giữ thành 2 loại:- Bộ phận chăn đất:

+ Kết cấu chắn đất, thắm nước: cọc thép chữ H, I có ban cài, cọc nhỏi đặt thưa trát ximăng lưới thép, cọc đặt day, coc hai hàng chan đất, cọc nhồi kiểu liên vòm, chan giữbằng đỉnh đất, tường vây barrette

+ Kết câu chăn dat, ngăn nước: tường liên tục trong đất, cọc, tường trộn xi măng đấtdưới tầng sâu, giữa cọc đặt dày có bồ trí thêm cọc xi măng hay cọc trộn hóa chất, tườngvòm cuốn khép kín

- BO phận chăn giữ kiểu kéo giữ: gôm kiểu tự đứng, thanh neo, thép hình chống đỡ,chống chéo, hệ dầm vòng chồng đỡ

1.2.4 Phân loại tường vây hồ đào thường sir dụng1.2.4.1 Tường chắn bằng cọc đất trộn xi măng

Tường chắn băng cọc đất trộn xi măng: trộn đất với xi măng thành cọc xi măng (dạngdung dịch hay dạng bột), sau khi đóng răn sẽ thành tường chắn có dạng bản liền khối đạtcường độ nhất định - dùng cho loại hé đào có độ sâu từ 3-6m

1.2.4.2 Tường chan đất bằng cọc khoan nhồiTường chắn đất bang cọc khoan nhỏi có đường kính từ 0.6-1m, cọc dài 15-30m, làmthành tường chăn theo kiểu hàng cọc, đỉnh cọc cũng được cố định băng dầm vòng bangbê tông cốt thép - dùng cho hỗ dao có độ sâu từ 6-13m

1.2.4.3 Tường chắn băng cọc thép hìnhTường chăn băng cọc thép hình: các cọc thép hình thường là I hay H được hạ vàotrong đất liền sát nhau băng búa đóng hay rung tạo thành tường chắn kiểu hàng cọc, trên

1.2.4.4 Tường chan dạng hàng cọc bản thépTường chan bang cọc bản thép: dùng máng thép sap ngửa móc vào nhau hay cọc banthép khóa miệng băng thép hình có mặt cat chữ U và Z, được hạ vào dat băng cách đónghay rung - dùng cho loại hỗ dao có độ sâu từ 3-10m

Hình 1.5: Tường chắn dạng hàng cọc bản thép1.2.4.5 Cọc bản bê tông cốt thép

Coc bản bê tông cốt thép có chiều dai cọc từ 6-12m, sau khi hạ coc xuống đất, người

ta tiến hành cố định đầu cọc bang dầm vòng bê tông cốt thép hay thanh neo, thích hợpcho loại hỗ dao từ 3-6m

1.2.4.6 Tường vay Barrette

a Giới thiệu chungTường vây Barrette là tường bê tông đồ tại chỗ, chiêu day từ 600-800mm dé chan giữ6n định hỗ đào sâu trong quá trình thi công Tường có thé được làm từ các đoạn cọc

được liên kết chống thấm bằng goăng cao su Trong trường hợp hai tầng ham, tườngbarrette thường được thiết kế có chiều sâu >10m tùy thuộc vào địa chất công trình vàphương pháp thi công.

b Công nghệ thi công

Quy trình thi công cọc barrette gồm các bước sau:- _ Bước 1 Thi công tường dẫn

Ngoài việc dẫn gàu đảo trong thi công tường chan, tuong dẫn còn tạo hệ thong dinh vi

tot về tim và cao trình cho tường chăn và giữ Ôn định cho lớp bề mặt của hồ dao can thicông Khoảng cách giữa các tường dẫn tạm thời lớn hơn bề rộng thiết kế tường chắn 5-10cm.

- _ Bước 2 Dao đất, giữ vách hố đào bằng dung dich bentoniteĐào đất dùng gàu chữ nhật do cau điều khiến Trong khi đảo dung dich bentoniteđược giữ ở mức độ cách cốt đỉnh tường dẫn 0.4m dé giữ ồn định thành hồ dao Ngay khiđào xong, đáy hỗ đào được làm sạch băng gàu nạo vét trước khi luân chuyển dung dịchbentonite Dé tránh hiện tượng cát lắng dưới đáy hố đào, dung dich bentonite được hút rabằng máy bơm qua ống chuyển về máy lọc cát, dung dịch bentonite mới được bỗ sungthêm đến khi thỏa các yêu cau kỹ thuật

- _ Bước 3 Lap đặt lỗng thépLong thép chịu lực được thi công sẵn và hạ xuống hỗ đào băng cau Lồng thép đượcliên kết với nhau băng bu lông chữ U phan uốn chồng được thực hiện khi hạ xuống hốđào Khi tat cả các đoạn lồng thép được hạ xuống đúng chiêu sâu thiết kế, long thép đượctreo vào tường dẫn bằng các thanh treo

- _ Bước 4 Đồ bê tôngSau khi lặp đặt lồng thép, tiến hành đồ bê tông

Bước 1.Thi công tường dẫn

Bước 4 Đồ bê tôngHình 1.7: Minh họa thi công tường vây BTCT

c Các phương pháp 6n định tường vây BarretteTường vây Barrette được giữ 6n định trong quá trình thi công băng các giải pháp sau:- _ Giữ ôn định bằng hệ dàn thép hình: số lượng tầng thanh chống có thể là một hoặc haitầng chống hoặc nhiều hơn tùy theo địa chất công trình, chiều sâu hé dao.

- Git 6n định bằng phương pháp neo trong đất: thanh neo trong đất được sử dụng làneo dự ứng lực Neo trong đất có nhiều loại, tuy nhiên dùng phổ biến trong xây dựngham là neo phut

- Giữ 6n định băng phương pháp thi công Top-Down: Phương pháp thi công nàythường được sử dụng phô biến hiện nay Dé chống đỡ sàn tầng hầm trong quá trình thicông, người ta thường sử dụng Kingpost bang thép hình Trình tự thi công này có théthay đối phù hợp với đặc điểm công trình, trình tự thi công

1.3 Khái niệm về dat nhiễm mặn và rửa mặn

Các thành phô ven biên nói chung và thành phô Đà Năng nói riêng được xây dựng sátbiên nên dưới tac dụng của thủy triệu, mực nước biên dâng cao sẽ làm cho vung dat xung

quanh nhiễm mặn và khi thủy triều hạ xuống sẽ làm mực nước biến hạ theo kéo muối,rửa mặn trong dat Cả hai quá trình này sẽ làm thay đổi đến các chỉ tiêu co lý của đất

1.3.1 Nguồn gốc và sự hình thành đất nhiễm mặnTrong thực tế hiện nay đất nhiễm mặn được hình thành từ hai nguyên nhân chủ yếu là

nhiễm mặn tự nhiên và nhiễm mặn nhân tạo

1.3.1.1 Nhiễm mặn tự nhiên

Sự nhiễm mặn tự nhiên do các nguyên nhân hoạt động của thủy văn và môi trường

gôm: nước ngầm và sự lưu thông của khí quyền, các sản phẩm của quá trình phong hóađược vận chuyền đi và làm nhiễm mặn các vùng lân cận

Ở các vùng ven biến nước dưới đất lưu thông với nước biển và đại dương làm cho đấtbị nhiễm mặn do gió bão mang hơi nước có chứa các nguyên tô từ muối mặn từ biến vàđại dương vào đất liền

1.3.1.2 Nhiễm mặn nhân tạoNhiễm mặn nhân tạo là do con người trong quá trình sử dụng đất gồm các nguyênnhân sau:

- Nhiễm mặn tại các vùng sản xuất công nghiệp như sản xuất muối, các nhà máy chếbiến sản phẩm từ muối, nước biến và hải sản

- Nhiễm mặn do sự rò rĩ các loại chất thải công nghiệp chứa các loại muối từ các nhàmáy hóa chất

1.3.2 Phân loại đất nhiễm mặn [4], [10]Các muối trong đất đá nhiễm mặn được chia thành ba nhóm sau đây:- Nhóm muối dễ hòa tan gdm Clorua, Sunfat, Cacbônat Natri, Kali, Magié va Canxi

( NaCl, KCI], Na;SO¿, NaCQO3 ) Các mudi nay tan rat nhanh trong nước và tan trong một

lượng nước không lớn.- Nhóm muối hòa tan trung bình gồm Sunfat Canxi (CaSO4.2H;0), Anhidrit (CaSO¿).Các loại muối này tan trong nước một cách chậm chạp, chúng hòa tan hoàn toàn thì phảicân một lượng nước lớn hoặc những chât xúc tác khác.

- Nhóm muối khó hòa tan bao gồm Cacbonat Canxi va Magiê, Canxit (CaCO2),

Manhezit (MgCQ3), Dolomit ( CaCO2.MgCO2) các loại mudi nay chuyén thanh dang

dung dịch trong nước với một lượng rat nhỏ.Vẻ ảnh hưởng của chất lượng muối trong đất, nhìn chung chỉ có mudi dễ hòa tan làảnh hưởng mạnh đến các tính chất của đất mà ta phải xem xét trong thực tế Các muốikhó hòa tan thực tế có thé coi như không ảnh hưởng làm thay đôi đến các tính chất củađất đá khi tác dụng với nước

1.3.3 Anh hưởng đất nhiễm mặn đến các chỉ tiêu cơ lý của đất1.3.3.1 Trên thé giới:

- Theo nghiên cứu của Laurits Bjerrum (1954) về đất sét mặn ở Oslo Na Uy, đã đưara quan hệ giữa nồng độ muối và các chỉ tiêu cơ lý:

SALT CONCENTRATION IN GRAMMES LITREHình 1.9: Sự thay đối của độ âm W, W, va Wp theo nồng độ muối [13]+ Hình 1.9 cho thấy khi nồng độ muối càng giảm thì giới hạn dẻo Wp giảm ít còngiới hạn nhão Wy, giảm nhiều kéo theo chỉ số dẻo Ip của đất sẽ giảm mạnh, từ đó làm chỉsố nhão I, (độ sệt) tăng cao, đất trở nên “nhạy” hơn Điều này rất đáng được quan tâm vàxem Xét.

Bang 1.1 Sự thay đối đặc trưng cơ lý của mẫu đã lọc và mẫu không lọc [13]

d

Consoli- | Water Salt Atterberg Liqui- | Shear strength

Sensi-dation | content | concen- limits dity (kg./cm.?) "ạt c/p

Sample ressure| (per tration index MVNY

(kg./em*)) cent) |igmstitrey| LL PL PI c Cr

ee

|——=-c.0-80 | 40-4 L0 | 27-4 | 18-0 (5 238 (0-0986 /J 0-001 |c.90 | 011

( no teaching) 095 | 410 | 39 43-4 | 19-5 0-90 0-048 | 64) 0-32

+ Từ những mỗi quan hệ trên, có thể rút ra được nhận xét là việc giảm nồng độ mudi

sẽ là giảm sức chống cat của đất.+ Cũng từ những nhận xét trên, Laurits Bjerrum (1967) đã tiễn hành thực nghiệmcho thay mối quan hệ giữa chỉ số dẻo và sức chống cắt trên mẫu tự nhiên và mẫu lọc Kếtquả nhận được chỉ ra rằng, qua việc lọc muối đã làm cho chỉ số dẻo giảm, đồng thời sứcchồng cắt của đất cũng giảm, như trong bang 1.1

- _ Cũng dựa trên kết quả thí nghiệm đất sét biển ở NaUy và kết luận về ảnh hưởngcủa việc lọc mudi làm giảm sức chống cắt và tăng độ nhạy của đất, L Bjerrum and I.TH Rosenqvist (1956) đã đưa ra nghiên cứu về đất sét trầm tích ở NaUy Các thí

nghiệm được tiến hành tương tự trên mẫu tự nhiên và mẫu lọc Đối với mỗi loại thínghiệm sẽ tiến hành trên mẫu nguyên dạng và mẫu chế bị Kết quả đã chỉ ra răng: sứcchồng cắt của đất sau khi lọc giảm (Hình 1.11) và độ nhạy của đất sẽ tăng (Hình 1.12).

Hình 1.11: Kết qua thí nghiệm đất sét trầm tích mau tự nhiên và mau lọc [14]

1.090 I

60oL———_—_ Manglerud, Oslo

” \ Ensjovelen, Osle

VA {200 mm

- Theo nghiên cứu cua Omar Saeed Baghabra Al-Amoudi, Sahel N.Abduljauwad (1994) da tién hanh nghiên cứu khảo sát đặc tính nén lún trên đất khômặn, bang các thí nghiệm nén lún khác nhau, các tác giả đã cải tiến lại thiết bị thínghiệm nén lún thông thường thành thiết bị có thể vừa nén đồng thời kết hợp lọc và

dòng chảy có thé diễn ra trong quá trình tiến hành nén Thiết bị cải tiễn được trình baybên hình dưới Và kết quả của nghiên cứu cho thấy răng, nếu kết hợp đồng thời giữa việclọc và nén lún thì tính nén lún của đất khô mặn sẽ tăng lên đáng kể so với việc tiến hànhthí nghiệm nén lún ở thiết bị thông thường

| , Weights

COMPLETE SETUP OEDOMETER DETAIL

Hình 1.13: So đồ - thiết bị nén lún cải tiến [16]Từ kết quả trên, nhóm tác giả này đã rút ra kết luận: đất được sắp xếp lại là do sựthắm của nước và quá trình làm chặt lại kết cầu dưới tác dụng của tải trọng làm cho đặctính của nó bị thay đối so với đất được tiễn hành thí nghiệm theo cách bình thường

Bảng 1.2 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm nén lún cho 2 trường hợp thí nghiệm trên

thiết bị thông thường và thiết bị cải tiến [16]

Summary of the trial and systematic test results

Test characteristics Trial test Systematic test

Conventional Mextified Conventional ModifiedLnital void ratio 0.930 0,982 0.883 0.913

Change in void ratio due to flooding 0,6 0.008 0.006 0.006

Void ratio at commencement of percolation ( ?&4 0,907

Change in void rato duc to percolation 0.087 0,032Final voxt ratio 628 U.4% 0.6) 0.514Total change in void ratw 0.12 0.45% 0.255 0.399C, (compression index) 0.18 1,19 0.16 0.18

C, (swelling index) 0.017 0,017 0.019 0016

Hình 1.14: Kết quả thí nghiệm nén lún cho 2 trường hợp thí nghiệm trên

thiết bị thông thường và thiết bị cải tiến [16]- Nabil F.Ismael (1998), Member, ASCE, and M.A Mollah (1998) đã công bókết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của việc loc mudi đến tính chất của đất cát pha sét ởKuwait Họ đã tiễn hành lay mẫu đất mặn ở hai vị trí khác nhau của thành phố, sau đótiến hành các thí nghiệm loc theo sơ đồ như hình 1.16, đồng thời với quá trình lọc họ tiếnhành đo độ dẫn điện của nước thoát ra nhăm đánh giá độ hòa tan của các ion trong quá

s Tap watertrinh loc nay dién ra

Bảng 1.3 Bảng tong kết đặc trưng nén lún của mẫu trước và sau lọc [15]

—T

Sample| Void *D„ * De Co Cec

Site type |ratio, ø, | (kPa) | (kPa) | Ce Cy | 1 + ø,| Ca

(1) (2) (3) (4) (5) | (6) | (7) (8) (9)1 (Kiefan) | Natural | 0.643 9.1 400 |010 | 0.020} 0.061 5.0

1 (Kiefan) |Leached | 0.663 9.1 400 |012 | 0.028] 0.072 4.282 (Reggac) | Natural 0.433 9.5 10.0 |0.06 |0005{ 0.042 | 12.0

Pressure kPa Pressure, kPa

(a) Site1 - Klefan (b) Site 2—Reggae

Hình 1.16: Đồ thị đường cong nén lún e — logp cho mẫu trước và sau loc- Yun-Tae Kim and Thanh-Hai Do (2010) đã nghiên cứu bằng thực nghiệm ảnhhưởng của việc lọc đến đặc tính nén lún của đất sét biển ở Busan Moore, J.G.,Brown,J.D., and Rashid, M.A (1977) cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc lọc mặn đến ứngxử của đất sét dính Và các kết quả nghiên cứu trên điều cho thấy rằng nếu có sự diễn raquá trình lọc muối xảy ra trên đất mặn (thường là đất sét biển) thì tính nén lún của nó sẽtăng lên so với dat ban dau.

(b) HJ-2 specimens with ¿, = 10*%/sec

Log o” (kPa)

(a) HJ-1 specimens with é, =10°%/secHình 1.17: Khảo sát sự biến thiên của hệ số rỗng trước và sau khi lọc [18]

Các tác giả đã cải tiễn các thiết bị đo thông thường thành các thiết bị toàn diệnhơn, để đánh giá đúng điều kiện thực tế bên ngoai hơn.

- Đề tài : “ANH HUONG CUA ĐỘ MAN DEN ĐẶC TRƯNG BIEN DANGCUA DAT Ở CAN GIO TP.HO CHÍ MINH” ( 2011) của hai tác giả Nguyễn Cao Trungvà Doan Quốc Thịnh đã thí nghiệm riêng thí nghiệm nén cố kết với các cấp áp lực25kPa, 50kPa, 100kPa, 200kPa, và 400kPa dé xác định đặc trưng nén lún của đất, chỉ sốnén Cc và chỉ số nở Cs Kết quả đã chỉ ra răng, qua việc lọc muối thì chỉ số nén Cc có sựthay đôi, chúng tăng lên trong khoảng từ 7% đến 10% tùy thuộc vào đặc tính ban đầu củađất Điều này cũng chứng tỏ tính hợp lý của nghiên cứu với các nghiên cứu trước đây

- Trong dé tài nghiên cứu của tác giả Huynh Tan Phát: “ANH HUONG CUAVIỆC LOC MUOI DEN ĐẶC TRUNG CƠ LY CUA DAT NHIEM MAN VUNG CANGIO -THANH PHO HO CHI MINH” (2012) đã tiến hành thí nghiệm cho mẫu sét ở độsâu -lóm, -18m trong điều kiện tự nhiên và lọc muối cho kết quả ở bảng sau:

Bang l4 Kết quả tong hop W, W_,, Wp, Ip, IL

Mau thinghiém | _W_ J Wel Wp | Ip | &

Bảng 1.5 Kết qua tong kết dung trọng riêng y, dung trọng riêng khô yk

Mẫu thí nghiệm Trọng lượng riêng _Trọng lượng riêng khô yạ

Mẫu đất c (Ke/em?) @ (O°)

- Qua két quả nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước, khi dat bị rửa mặn cácthông sô của đât sẽ thay đôi trong đó các chỉ tiêu về dung trọng, lực dính, góc ma sát,modul biên dạng của đât sẽ giảm xuông.

CHUONG 2

CƠ SỞ LÝ THUYET TINH TOÁN HO ĐÀO SAU

2.1 Tính áp lực đất lên tường chắn [1], [7] [9]Ap lực đất tác dung lên tường chăn dùng dé chắn giữ hố đảo sâu được tính toán dựacác lý thuyết sau

2.1.1 Lý thuyết Mohr-RankineLý thuyết Mohr- Rankine dùng để tính áp lực đất lên tường chắn dựa trên các giảthuyết sau:

- Giữa đất và tường không có ma sát- Sự hiện diện của tường không ảnh hưởng đến sức chồng cat của dat- O tại độ sâu z bat ki, áp lực phân bố song song với mặt đất

2.1.1.1 Áp lực đất chủ động

~_ _~

=

~_-~~~—~

AC ơi - +ccot gp : Ø, +Ø; +2c cot gp (2.1)

- Ap dụng nguyên lý cực tri để tìm trị số áp lực đất (trị số áp lực đất tính toán là trị số lớnnhất trong số các áp lực đất chủ động) có thể có khi đất đạt trạng thái cân bang chu dongvà trị số nhỏ nhất trong số các áp lực đất bị động có thể có khi đất đạt trạng thái cân bằngbị động.

- Bài toán về tường chắn xem như một bài toán phang, khi tính toán được tách ra từng