Với điều kiện mặt bằng thi công chật hẹp và sự hiện hữu của các công trình lân cận như hiện nay, việc đảm bảokhông gian thi công, điều kiện về chuyển vị của tường chắn cũng như biến dạng
Trang 1TRUONG DAI HOC BACH KHOA
PHAM VINH PHAT
PHAN TICH CHUYEN VI CUA TUONG VAY TRONG
PHƯƠNG PHAP THI CÔNG TOP - DOWN
Trang 2Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại hoc Bach Khoa — DHQG-HCM
Can bộ hướng dẫn khoa học : TS Lê Trọng Nghĩa
Cán bộ cham nhận xét 1 : GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ
Cán bộ cham nhận xét 2 : PGS.TS Bùi Trường Sơn
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCMNgày 10 tháng 01 nam 2018
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
4 PGS.TS Nguyễn Minh Tâm2 GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ
3 PGS.TS Bùi Trường Sơn4 PGS.TS Tô Văn Lận
5 PGS.TS Nguyễn Thành Đạt
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngànhsau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
PGS.TS Nguyễn Minh Tâm PGS.TS Nguyễn Minh Tâm
Trang 3NHIEM VỤ LUẬN VĂN THAC SĨ
Họ và tên học viên: PHAM VINH PHÁT - St MSHV: 1570050Ngày tháng nam sinh: 01/09/1992 - 22-222 eees Nơi sinh: ĐỒNG THÁP
Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60.58.02.11Khóa (năm trúng tuyển): 2015
I TÊN ĐỀ TÀI:
PHAN TÍCH CHUYEN VỊ TƯỜNG VAY TRONG PHƯƠNG PHAP THI CÔNG TOP - DOWN
DỰA VÀ ĐỘ CỨNG SÀN
II NHIỆM VỤ LUẬN VAN
1 Thu thập các nghiên cứu liên quan, phân tích và hệ thống các nghiên cứu đó.2 Trình bày cơ sở lý thuyết của hệ thanh chống và ảnh hưởng của hệ thống lỗ mở
sàn đến chuyền vị tường vay trong quá trình thi công tang ham.Ứng dụng phân tích một công trình thực tế ở Việt Nam
4 Nhận xét và phân tích các kết quả đạt được.Các kết luận và kiến nghị khoa học
II NGÀY GIAO NHIEM VU: 10/07/2017IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 03/12/2017V CAN BỘ HUONG DAN: TS LE TRONG NGHIA
Tp HCM, ngày thang năm 2018CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
TS LÊ TRỌNG NGHĨA PGS.TS LÊ BÁ VINH
TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
PGS.TS NGUYÊN MINH TÂM
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý Thay cô trong Bộ
môn Địa Cơ Nền Móng — Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Trường Dai học Bach Khoa, Đại họcQuốc Gia TP Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những bài học, những kinhnghiệm chuyên ngành quý giá, giúp tac giả có day đủ nền tảng kiến thức dé thực hiện đề tài
nghiên cứu này.
Tiếp theo, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc đến TS LêTrọng Nghĩa, thầy đã truyền đạt kiến thức, hướng dẫn tận tâm, định hướng cho tác giả trongsuốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu Đồng thời, tac giả cũng xin gửi đến ThS Bùi VănChúng lòng biết ơn sâu sắc vì những nhận xét và góp ý thật sự bổ ích của thầy dé tác giảhoàn thành tốt đề tài nghiên cứu này
Sau cùng, tác giả xin gửi lời biết on chân thành, sâu sắc đến gia đình va bạn bè, đồngnghiệp về sự quan tâm, giúp đỡ, động viên, ủng hộ tác giả trong suốt chặn đường thực hiệnđề tài nghiên cứu này
Thành phố Hồ Chi Minh, tháng 12 năm 2017
Học viên
Phạm Vinh Phát
Trang 5Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu ảnh hưởng chuyển vị của tường vây phụ thuộcvào độ cứng của hệ kết cấu chống đỡ, trên cơ sở phân tích một công trình thực tế tạithành phó Hồ Chí Minh Công trình phân tích có tổng 4 tang ham được thi công bangphương pháp thi công Top — Down, chiều sâu đào đất lớn nhát là -26.55m thi công hồ pit
thang máy Công trình sử dụng kết cấu tường vây có chiều dày 600mm, chuyển vi lớn
nhát của tường vay là 31.2mm (trong giai đoạn thi công hé pit, dựa vào kết quả quan trắcthực tế) Trong luận này tác giả mô phỏng quá trình thi công tang ham bằng phan mềmPlaxis 2D Foundation kết hợp với Etabs V16, và mô phỏng bằng Plaxis 3D Foundation và
tiến hành so sánh kết quả chuyển vị so với thực tế quan trắc Kết quả phan tích bang
Plaxis 2D Foundation cho hình dạng biểu đồ thì giống với quan trắc thực tế, nhưng chogiá trị lớn hơn Trong khi đó kết quả kết quả thu được từ Plaxis 3D Foundation cho kếtquả rất giống với quan trắc thực tế, điều này chứng tỏ mô phỏng bằng Plaxis 3DFoundation thu được kết quả chính xác và đáng tin cậy hơn Ngoài ra dựa vào mô phỏng
Plaxis 3D Foundation tác giả còn tiến hành so sánh chuyển vị trong các khu vực khácnhau trên mặt bằng thi công tường vây, từ đó rút ra kết quả chuyền vị tường vây và độ
cứng sàn (độ cứng sàn phụ thuộc vào chiều dày sàn, cách bó trí lỗ mở, hệ kết dầm và
Kingpost).
Trang 6ABSTRACTThe graduation thesis examines the effect of displacement of the diaphragm wallon the hardness of the supporting structure, based on the analysis of an actual structurein Ho Chi Minh City The analysis has a total of 4 basements are constructed by Top-Down construction method, the largest digging depth is -26.55m construction elevator pits.The structure of the diaphragm wall is 600mm thick, the largest displacement of thediaphragm wall is 31.2mm (during the construction of the pits, based on the actualobservation results) In this essay, the author simulates the basement construction usingthe Plaxis 2D Foundation software in combination with the Etabs V16, and simulates the
Plaxis 3D Foundation and compares the displacement results with the actual
observations Plaxis 2D Foundation's plaque results for the chart shape is similar to theactual observation, but for greater value While results obtained from the Plaxis 3DFoundation yielded results that are very similar to actual observations, this proves thatPlaxis 3D Foundation's simulation results are more accurate and reliable In addition,based on the Plaxis 3D Foundation simulation, the author also conducted transpositioncomparisons in different areas of the diaphragm wall construction, resulting in the removalof the diaphragm wall and the hardness of the floor (floor hardness depending on the floorthickness, the openings, openings, and the Kingpost).
Trang 7Tôi xin cam đoan: Luận văn này là đề tài nghiên cứu thực sự của tác giả, đượcthực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Lê Trọng Nghĩa.
Tat 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 phẩm nghiên cứu của mình
Thành phó Hồ Chi Minh, tháng 12 năm 2017
Học viên
PHAM VINH PHAT
Trang 8MỤC LỤCCHƯƠNG : MỞ ĐẦU LH HH HH HH HH HH HH HH 7
1 TÍNH CAP THIET CUA DE TÀI Q22 111112111 1111111 111111111111 1n tràng 72 MỤC TIEU NGHIÊN CỨU 1 21225115111 1211251 11 15111 1511k nàn nàng 73 Ý NGHĨA VÀ GIA TRI THỰC TIỄN Q1 1121111111111 11 Hà nki 74 PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CUU 00000 occccccccccccccceccecceesecseceteeetessesetestnetenseeeetensenen 84.1 Nghiên cứu lý thuyết Q21 2112111111111 111111 1k HH ghế 84.2 Mô phỏng bang phan tử hữu hạn - C1 1121122111211 11111811 xxx nàng 85 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - LG 11211211111 111211 511151 1t nàn nàng 8
CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CUU ::cccceseeseseseseeeseeeseseessereeeeeeesens 9
1.1 GIỚI THIỆU L0 1 S1 121115110111 1151 xà HH HH kg Hà hành 91.2 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU TREN THE GIIỚI - 2 22 121121211151 1E ng tài 9
1.2.1 Nghiên cứu cua tac gia Gordon Tung-Chin Kung: Comparision of excavation —include wall deflection using Top Down and Bottom Up construction methods in Taipei silty
1.2.2 Nghiên cứu của tác giả Chang Yu Ou và các công sự: Nghiên cứu công trìnhTaipei Enterprise National Cenier - - Q00 2201012211111 1111 1n n1 TT TK nen nh sen 131.2.3 M.Moeinil, B.Rafezy2 and W.P.Howson: /nvestigation Into The Floor DiaphragmFlexibility In Rectangular Reinforced Concrete Buildings And Error Formula 171.3 TINH HINH NGHIÊN CỨU Ở VIET NAM 00 ccccccccccccccceccecseceseeeseceensetesevtrenerenns 18
1.3.1 Châu Ngọc va Lê Văn Pha: Tinh toán hệ kết cấu bảo vệ hố móng sâu bằngphương pháp xét sự làm việc đồng thời giữa dat nên và kết cấu 5 cScscsssxi 181.3.2 Nguyễn Minh Tam, Nguyễn Bửu Anh Thư: Nghiên cứu phương pháp tinh áp lucđất phù hợp với tường vây hố đào sâu - E22 1111111115 1118111111111 k kg trau 211.4 NHAN 0 a1 21
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET 5-25 S+ 2223 Et 2E rkrkererkrsrsreree 22
2.1 KHÁI NIEM CƠ BẢN VE HỆ THANH CHONG BO HỒ ĐÀO 2 se: 22
2.2 ANH HƯỞNG THANH CHONG DEN CHUYEN VỊ TƯỜNG CHẮN 23
2.2.1 Độ cứng của hệ chống (Struts Stiffness) oo cece cee E112 tk ràg 232.2.2 Khoảng cách của hệ chống (Struts spacing) - 1 cv S111 1kg 24
Trang 92.3.1 Xác định tai trọng trên hệ chống theo phương pháp áp lực dat biểu kiến 252.3.2 Sự gia tăng tải trọng thanh chống giai đoạn thi công sàn tang hằm 272.4 PHAN TÍCH MOI QUAN HỆ BIEN DẠNG TƯỜNG CHAN - LUN BE MẶT 282.4.1 Dang độ lún bề mặt của Gat nền - L1 11 1112111 115111111 1111111121111 x kg 2824.2 Xác định giá trị lớn nhất của độ lún bề mặt dat nền - Scs S2 xcssà2 282.5 UNG XỬ KHONG GIAN QUÁ TRÌNH THI CONG TANG HAM 00.cccceccceeeeee 292.6 PHAN TÍCH BAI TOÁN HO ĐÀO SÂU BANG PHAN TỬ HỮU HẠN 30
2.6.1 Quan hệ thoát nước và không thoát nước - 22c 222222 30
2.6.2 Mô hình tăng bền đẳng hướng Harderning Soil - S2 SE zsczsk2 312.6.3 Chia lưới phần tử trong Plaxis . c1 22111111111 118111 2110111111011 1x1 rau 33
CHƯƠNG 3: PHAN TÍCH CÔNG TRÌNH THỰC TẾ -. 7-5 5 2= 2+2 £zczeezezzerxa 35
3.1 THỰC TRANG CÔNG TRINH PHAN TICH 0 c0ccccccccccceececesceerseeesevesevtrevtreeeree 353.1.1 Đặc điểm công trình phân tích - cee 1 1112111231 111111111112151 1811111 ty 353.1.2 Điều kiện địa chát công trình - i11 2211121111111 1151 1115211112111 11 1xx 363.1.3 Trình tự thi công tang hằm C11111 1111211115111 1115111111111 kh 403.2 MÔ PHONG CÔNG TRÌNH Q1 112 112 112111 xnxx khu 563.2.1 Thông số bài toán - c1 221121111111 2111101 1121111 1H HH kg 563.2.2 Kết quả phân tích Plaxis - C1 221121112211 1211121111 8112151111111 1kg xki 65
KET LUẬN — KIÊN NGHỊ - L1 1 Tnn TH TH TH TH HH nh nh nh nh Hy Hy nh HH HH tàn rêu 81
Kiến nghị _ L0 testes 222 n1 vee nh nh nh nh Hy ky các cá cá xxx 82
TÀI LIEU THAM KHẢO - + 5+ 6S EEESEESEE HE TH EETEE E11 ng gryh 83
Trang 10DANH MỤC HÌNH
HÌNH 1-1 MINH HOA THONG TIN CHI TIẾT CUA 26 HO ĐÀO SAU THU THẬP 2223 1212111252111 te 10HÌNH 1-2: BIEN DANG CUA TƯỜNG 26 TRƯỜNG HOP THU THẬP TRONG LICH SU) ccc 10HÌNH 1-3 ANH HƯỚNG ĐỘ CỨNG CUA SAN BEN BIEN DANG CUA TƯỜNG VÂY 0c se 11HÌNH 1-4 ANH HUONG ĐỘ CỨNG THANH CHONG DEN BIEN DANG TƯỜNG VAY c2 cccccee 11HÌNH 1-5 QUAN HE CHIEU SAU HO ĐÀO GAY BIEN DANG TƯỜNG Q0 2122121221221 nu 12HÌNH 1-6 MAT BANG CONG TRINH TAIPEI ENTERPRISE NATIONAL ENTERPRISE 0.0.0.0.0cccccceceeeceeeee 13HÌNH 1-7 MAT CAT HO ĐÀO CONG TRINH TAIPEI ENTERPRISE NATIONAL ENTERPRISE 14HÌNH 1-8 BIEN PHAP THI CONG TOA NHÀ TAIPEI ENTERPRISE NATIONAL ENTERPRISE 15HÌNH 1-9 MOI QUAN HE GIỮA BIEN DANG CUA TƯỜNG, ĐỘ CỨNG HE CHÓNG Ặ S22, 15HÌNH 1-10 MOI QUAN HE HÌNH DANG TƯỜNG BIEN DANG VA SU’ TANG ĐỘ CỨNG THANH CHONG 16HÌNH 1-11 MOI QUAN HE HÌNH DẠNG TƯỜNG BIEN DANG VÀ SỰ TANG ĐỘ CỨNG THANH CHONG 16HÌNH 1-12 ĐỘ VÕNG CUA TƯỜNG THEO PHƯƠNG NGANG VÀ ĐỘ LUN BE MAT HO ĐÀO 17HÌNH 1-13 MAT BANG CONG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THAI NHIÊU LOC - THỊ NGHE 0 0 0.cccccccccceeceeeeeeseeeees 18HÌNH 1-14 MAT CAT CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THAI NHIÊU LỘC - THỊ NGHÈ - 221 S22 S221 121122112 ce 18HÌNH 1-15 HỆ TƯỜNG CHAN VÀ THANH CHÓNG HÌNH 1-16 KÍCH DIEU CHỈNH CHUYEN VỊ TƯỜNG 19HÌNH 1-17 MAT CAT DIA CHẤT CONG TRÌNH - Q1 121211 121212121112 21212222 0121122221121 rg 19HÌNH 2-1 LIÊN KET GIỮA HỆ THANH CHÓNG VÀ KINGPOST Q1 12112121211221112122 1n 22HÌNH 2-2 CÁC THÀNH PHAN CUA HE CHONG ĐỠ HỒ ĐÀO Q0 0212221212211 21222221 r ng 23HÌNH 2-3 MOI QUAN HỆ BIEN DẠNG TƯỜNG CHAN VÀ HỆ THANH CHONG CÓ ĐỘ CỨNG LON 23HÌNH 2-4 MOI QUAN HỆ BIEN DẠNG TƯỜNG CHAN VÀ HỆ THANH CHONG CÓ ĐỘ CỨNG BÉ 24HÌNH 2-5 MOI QUAN HỆ GIỮA ÁP LỰC DAT, LỰC THANH CHONG VA PHAN LỰC ĐẤT NÊN 25HÌNH 2-6 BIEU BO ÁP LỰC ĐẤT BIEU KIÊN CUA PECK S22 22121212313151112121112111212112 10122111 u 26HÌNH 2-7 CÁC PHƯƠNG PHAP TÍNH TOÁN TAI TRONG TREN HỆ THANH CHÓNG 5 c2ccccec, 26HÌNH 2-8 CÁC DẠNG ĐỘ LUN BE MAT HÌNH 2-9 CHUYEN VỊ TƯỜNG CHAN VÀ ĐỘ LÚN 28HÌNH 2-10 ANH HƯỚNG HIEU UNG VOM TRONG THI CONG BE TONG TƯỜNG VÂY ò.òccc2à2 29HÌNH 2-11 CAC VUNG ỨNG XỬ BIEN DANG PHANG VA ỨNG XỬ KHONG GIAN TRONG HỒ ĐÀO 29HÌNH 2-12 ĐỊNH NGHĨA MO BUN EoepFFF TRONG THÍ NGHIEM NEN CÓ KÉT - 2 1222222 32HÌNH 2-13 MAT DEO MAT PHANG P —Q HÌNH 2-14 MAT DEO KHONG GIAN 32HÌNH 2-15 DUONG CONG BIEN DANG CO KE DEN SỰ KET THUC GIAN NO ooo occccccccceeceeeeereeeeees 32HÌNH 2-16 LƯỚI PHAN TỬ HỮU HAN DUNG TRONG PHAN TÍCH HO ĐÀO SAU ou cccceeeeereeeee 34HÌNH 2-17 ƯỚC LUONG ĐỘ LUN BE MAT DAT NEN THEO PHƯƠNG PHAP PECK (1969) 34
Trang 11HÌNH 3-3 BIEU DO SPT THEO ĐỘ SÂU Q00 1222122121212 1 2112221 n ng 37HÌNH 3-4 BIEU BO MAT CAT DIA CHẤT CÔNG TRÌNH Q Q21 21 2121211122 01221122122221 ng 38HÌNH 3-5 MAT CAT DIA CHẤT HK2 S121 12121511121111111121211111111212111121211111 1101 21211111112101 121g 39HÌNH 3-6 MAT BẰNG THI CÔNG TƯỜNG VAY VÀ KINGPOST Q1 12112121211221112222 1121 40HÌNH 3-7 MAT CAT THI CÔNG TƯỜNG VAY VÀ KINGPOST Q2 21 1212211121211221112222 1121 40HÌNH 3-8 MAT BANG ĐÀO ĐẤT XUONG CAO ĐỘ -2.9M Q00 20222221122 101212121 1212221 n ng 41HÌNH 3-9 MAT CAT ĐÀO ĐẤT XUONG CAO ĐỘ -2.9M Q0 Q01 1212112122112 1012211112221 ng 41HÌNH 3-10 MAT BANG THI CÔNG SÀN L1 CAO ĐỘ -0.2M Q0 2221221 22121221222 121222111 n ru 42HÌNH 3-11 MAT CAT THỊ CÔNG SÀN L1 CAO ĐỘ -0.2M Q00 12112121211 210122111 12122211 42HÌNH 3-12 MAT BẰNG ĐÀO DAT XUONG CAO ĐỘ -5.3M Q0 Q02 002122122212222 1222221 r ng 43HÌNH 3-13 MAT CAT ĐÀO ĐẤT XUONG CAO ĐỘ -5.3M Q0 0212211122212 210122121 1221221 ng 43HÌNH 3-14 MAT BẰNG THI CÔNG SÀN B1 CAO ĐỘ -5.0M Q0 2122221221 22101221122 1222222 ng 44HÌNH 3-15 MAT CAT THI CÔNG SÀN B1 CAO ĐỘ -5.0M Q Q00 12122212222212122222 122222 r ưu 44HÌNH 3-16 MAT BANG ĐÀO DAT XUONG CAO ĐỘ -9.3M Q0 0020002222221 2 222 r ru 45HÌNH 3-17 MAT CAT ĐÀO ĐẤT XUONG CAO ĐỘ -9.3M Q0 Q0 12211122212 2121222112221 ng 45HÌNH 3-18 MAT BANG THI CÔNG SÀN B2 CAO ĐỘ -9.0M - Q0 222221221222 2122112212122 1n ng 46HÌNH 3-19 MAT CAT THI CÔNG SÀN B2 CAO ĐỘ -9.0M Q Q0 0212122221212 1012221122211 n ru 46HÌNH 3-20 MAT BẰNG ĐÀO DAT XUONG CAO ĐỘ -12.7M Q0 222222121122 212121122 111221121 2n 47HÌNH 3-21 MAT CAT ĐÀO ĐẤT XUONG CAO ĐỘ -12.7M Q.1 121121221212 22101221122 1822111 n ưu 47HÌNH 3-22 MAT BANG THI CÔNG SÀN B3 CAO ĐỘ -12.4M - Q0 12221212 1212122211122122222 2n 48HÌNH 3-23 MAT CAT THI CÔNG SÀN B3 CAO ĐỘ -12.4M Q20 211222121122121212111112212121 1n 48HÌNH 3-24 MAT BẰNG ĐÀO DAT XUONG CAO ĐỘ -16.25M Q0 0212122 1212221221222 n ru 49HÌNH 3-25 MAT CAT ĐÀO ĐẤT XUONG CAO ĐỘ -16.25M Q0 21122212121212111212112212122122 12t g 49HÌNH 3-26 MAT BANG THI CÔNG SÀN B4 CAO ĐỘ -15.8M Q22 221212 2212122221 122221 n ru 50HÌNH 3-27 MAT CAT THI CÔNG SÀN B4 CAO ĐỘ -15.8M Q2 22222212112212121211221212221 11t rưg 50HÌNH 3-28 MAT BẰNG ĐÀO DAT XUONG CAO ĐỘ -21.75M Q22 12121 22101221121 1212222 n ru 51HÌNH 3-29 MAT CAT ĐÀO ĐẤT XUONG CAO ĐỘ -21.75M Q2 2112221221 2111221122 111222211 n ng 51HÌNH 3-30 MAT BẰNG THI CÔNG HO PIT CAO ĐỘ -21.55M Q0 0212121212122 2 122212211 n ru 52HÌNH 3-31 QUAN TRAC CHUYEN VỊ TRONG TỪNG GIAI DOAN THỊ CÔNG Q2 222212122222 ưu 55HÌNH 3-32 HE TRUC TOA ĐỘ CUA PHAN TỬ DÂM Q2 222222122122 212221121012121221 1222221 n ng 56HÌNH 3-33 CÁCH XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ PHA HOẠI QUY ƯỚC TỪ THÍ NGHIEM CD -25 252 59HÌNH 3-34 CÁCH XÁC ĐỊNH EsoREF | EurREF THÍ NGHIEM CD S201 101 115115111111 11 1151511111 1xx ng 59
Trang 12HÌNH 3-35 CÁCH XÁC ĐỊNH Eozo THÍ NGHIỆM NEN 1 TRỤC KHONG NỞ HÔNG (c2 2 22222 59HÌNH 3-36 KHÔNG GIAN ỨNG SUAT THÍ NGHIỆM CD — MẪU UD1-2 - S1 1211112121112 11g 60HÌNH 3-37 BIEN DANG - UNG SUAT LECH THÍ NGHIỆM CD — MẪU UD1-2 - 2 221222E212121515 118 te 60HÌNH 3-38 XÁC ĐỊNH EsoREF TỪ THÍ NGHIEM CD — MẪU UD1-2 122 12221211115111212112 1182111 ru 60HÌNH 3-39: QUAN HỆ ỨNG SUAT - HE SO RONG THÍ NGHIỆM NEN 1 TRỤC - MẪU UD1-28 61HÌNH 3-40 QUAN HE HE SỐ THÁM K — HE SO RONG THÍ NGHIỆM NEN 1 TRỤC - MẪU UD1-28 61HÌNH 3-41 XÁC ĐỊNH Eoep TỪ THÍ NGHIEM NEN 1 TRỤC - MẪU UD1-28 - S21 222221112122 E8 ryeg 62HÌNH 3-42 ĐỊNH NGHĨA HE SO POISSION v Q2 2Q 2212121221212 21221111212221 2211122211 nrg 62HÌNH 3-43: ĐỊNH NGHĨA GÓC w THEO PLAXIS - S211 11112 5111121011 n0 tt tà HH ng Hà HH HH ờg 63HÌNH 3-44: BIEU ĐỎ QUAN HE «1 - ev TRONG THÍ NGHIỆM CD — MẪU UD2-27 - 2S 2E 221222E2E212x55 63HÌNH 3-45 MÔ PHONG ETABS SÀN L1 1 1 121211212121212111121212111 2 11111211 12212121 ng 65HÌNH 3-46 KET QUA CHUYEN VỊ TRONG SÀN L1 - 122 222212121212111121212121122111212112122 2111221 rg 65HÌNH 3-47 MÔ PHONG ETABS SÀN B1 0Q 00212211 1212121212221112122 111122112221 ng 66HÌNH 3-48 KET QUA CHUYEN VỊ TRONG SÀN TANG B1 2Q 2.22222221212122 212222 66HÌNH 3-49 MÔ PHONG ETABS SÀN B2 0Q 00212221 2121212121122121111 112112221 1g 67HÌNH 3-50 KET QUA CHUYEN VỊ TRONG SAN TANG B2 ooo occcccccccccccecesececceseseseeestetetesestetsteteseettttttereiteten 67HÌNH 3-51 MO PHONG ETABS SÀN B3 Q0 0022021212222 111212221 2n ru 68HÌNH 3-52 KET QUA CHUYEN VỊ TRONG SAN TANG B3 Q00 0022221222222 122 ng 68HÌNH 3-53 VỊ TRÍ MAT CẮT NGANG A—A THEO PHƯƠNG ĐỨNG Q0 S222 12122212211 n ưng 69HÌNH 3-54 MÔ PHONG PLAXIS 2D MAT CẮT NGANG A - A 22222212121 12222n 222 r 69HÌNH 3-55 MESH PHAN TỬ TRONG PLAXIS 2D Q1 2121121212121211112111212112210101 1111122211121 ru 70HÌNH 3-56 KET QUA CHUYEN VỊ THEO PHƯƠNG NGANG Q0 2121 12121212112221112222 12t rưg 70HÌNH 3-57 KET QUA CHUYEN VỊ THEO PHƯƠNG ĐỨNG Đ Q01 122221212212 21212222 r ưu 70HÌNH 3-58 CHUYEN VỊ TƯỜNG VAY TRONG GIAI DOAN ĐÀO -21.55M Q0 2122222112 r ưu 71HÌNH 3-59 MOMENT TƯỜNG VAY TRONG GIAI DOAN ĐÀO -21.55M Q0 1212122222218 n ưu 71HÌNH 3-60 LỰC CAT TƯỜNG VAY TRONG GIAI DOAN ĐÀO -21.55M Q.0 0212122212122 71HÌNH 3-61 CHUYEN VỊ TRONG TUNG GIAI DOAN THI CÔNG — PLAXIS 2D - - 0222221212121 18g 72HÌNH 3-62 MÔ PHONG PLAXIS 3D — SÀN L1 - - 22 22 121212111121212121112 11212111 0121122122121 rưg 73HÌNH 3-63 MÔ PHONG PLAXIS 3D — SÀN B4 Q00 12121211 121212221212122122 121122212 n ng 73HÌNH 3-64 VỊ TRÍ NGÀM KINGPOST S21 221212121211111121212121211121212111 2221111111112 211g 73HÌNH 3-65 MO PHONG PLAXIS 3D FOUDATION Q1 1221212121212111121212121122 1121112122111 ru 74HÌNH 3-66 CHUYEN VỊ HO ĐÀO THEO PHƯƠNG Ux — GIAI DOAN ĐÀO DAT -21.55M 72725252 74HÌNH 3-67 CHUYEN VỊ HỒ ĐÀO THEO PHƯƠNG Uz — GIAI DOAN ĐÀO ĐẤT -21.55M - 22c ccesse 74HÌNH 3-68 CHUYEN VỊ HO ĐÀO THEO PHƯƠNG Uy — GIAI DOAN ĐÀO ĐẤT -21.55M 2 2e 75
Trang 13HÌNH 3-71 CHUYEN VỊ TRONG TUNG GIAI DOAN THI CÔNG — PLAXIS 3D - 2 2222221212222 1g 76HÌNH 3-72 CHUYEN VỊ TƯỜNG VAY ĐÀO DAT -21.55MM THEO CÁC TRƯỜNG HOP PHAN TICH 77HÌNH 3-73 MAT BẰNG CHIA ZONE KHU VỰC SÀN L1 - 512122 121212113121112121112111212112 11221 ưg 78HÌNH 3-74 MAT BẰNG CHIA ZONE KHU VỰC SÀN B4 Q1 121 12121211222101221121 102221122 n ru 78HÌNH 3-75 CHUYEN VỊ TƯỜNG VAY ĐÀO DAT -21.55MM THEO MAT BẰNG CHIA ZONE 79
DANH MỤC BANG
BANG 1-1 TÍNH CHAT CƠ LÝ CUA DAT NEN CÔNG TRÌNH - 2S 12122121212112221812222 1822 ng 19BANG 1-2 CAC GIAI DOAN THỊ CÔNG HỒ ĐÀO Q02 212212121222111121012122122 1112121121221 n ru 20BANG 1-3 KET QUA LÝ THUYÉT VA ĐO THỰC TẾ LỰC DỌC TÁC DỤNG CÁC LỚP THANH CHONG 20BANG 3-1 TÍNH CHAT CƠ LÝ CUA DAT NEN CÔNG TRÌNH Q Q20 1212212121222 2121222221 r 36BANG 3-2 TÍNH CHAT CƠ LÝ CUA DAT NEN CÔNG TRÌNH Q0 2S 122121212222122222 ng 36BANG 3-3 TRÌNH TỰ THI CONG TANG HẦM Q01 12121121212122221112 12122212221 111221 1n rg 52BANG 3-4 KET QUA QUAN TRAC CHUYEN VỊ TƯỜNG VÂY Q00 12121 121212112221112222 112 n ng 53BANG 3-5 THONG SỐ ĐẦU VÀO CUA TƯỜNG VẬY Q0 21212121 121212121211101222121 12212121111 g 56BANG 3-6 THONG SỐ ĐẦU VÀO CUA TƯỜNG VẬY Q0 21212121 12121212111101222111 12122211121 56BANG 3-7 THONG SỐ ĐẦU VÀO CUA DAM MU TƯỜNG VÂY Q00 12212121211 221212222 112 ng 57BANG 3-8 THONG SỐ ĐẦU VÀO CUA HỆ KINGPOST Q2 212121211 1210121211112122 211tr 57BANG 3-9 THONG SỐ ĐẦU VÀO CUA HỆ SÀN TANG HẢM 012121 121212121111212122122 181g 57BANG 3-10 THONG SO ĐẦU VÀO CUA MÔ HÌNH TANG BEN HS Q0 2S 2221212221222 2n 58BANG 3-11 BANG TRA HE SO POISSON Q00 20020221222 2221112212221 21H 62BANG 3-12 HE SO Rinter CHO CAC BE MAT TIẾP XUC Q0 22212212121112121111211121212 10122111 rưyu 64BANG 3-13 BANG TONG HOP THONG SO MÔ HINH HS Q22 222221212121212121212122222 12221 rg 64BANG 3-14 ĐỘ CỨNG SÀN XÁC ĐỊNH DỰA VÀO PHAN MEM ETABS Q0 2122212212221 ưu 69BANG 3-15 ĐẶC DIEM CÁC ZONE TREN MAT BẰNG QQQ 0002002011201 101 151115151111 11 11H11 nhàng 80
Trang 140.1 TÍNH CAP THIẾT CUA DE TÀI
Trong những năm gan đây, nhu cầu sử dung phan không gian dưới mat dat dé xây dựng
công trình ngày càng phổ biến và bức thiết, nhất là trong các thành phó lớn như thành phố Hồ
Chí Minh Các công trình xây dựng này có phan kết cấu ngầm sâu trong dat, và phải thi côngtrong điều kiện nhà xây chen vơi nhau
Quá trình đào dat và thi công kết cau ngàm làm phát sinh chuyển vị tường chắn nênviệc làm thế nao dé hạn chế chuyển vị này có ý nghĩa hết sức quan trọng Với điều kiện mặt
bằng thi công chật hẹp và sự hiện hữu của các công trình lân cận như hiện nay, việc đảm bảokhông gian thi công, điều kiện về chuyển vị của tường chắn cũng như biến dạng của dat nềnlà van đề rat phức tạp và yêu cầu cao, cần phải nghiên cứu phương án biện pháp thi công
thật chi tiết dé tránh những sự cố đáng tiếc có thể xảy ra trong quá trình thi công
Chính vì vậy, hệ kết cau chống đỡ hó đào là thật sự cần thiết và có ảnh hưởng lớn đếnchuyển vị tường chắn trong quá trình thi công tang ham Van đề ứng xử của tường vây theo
độ cứng của lỗ mở sàn trong phương pháp thi công Top Down, cũng như việc bố trí, kiểm tra
hệ kết cau chống đỡ theo từng giai đoạn thi công tang ham sao cho kinh tế và thỏa mãn cácđiều kiện trên là mục đích chính của đề tài này
0.2 MỤC TIỂU NGHIÊN GCỨU
Luận văn sẽ phân tích và so sánh kết quả tính toán lý thuyết với kết quả quan trắc thựctế trong quá trình thi công của một công trình ở thành phố Hồ Chí Minh Bên cạnh đó, luậnvăn cũng phân tích những thay đổi trong việc bố trí lỗ mở sàn so với thực tế nhằm tìm ra đượcdiện tích lỗ mở san hợp lý trong phương pháp thi công Top — Down Từ đó rút ra một số kếtluận quan trọng như ảnh hưởng của độ cứng sàn theo 2 phương, vị trí bố trí hệ kingpost đến
chuyển vị tường vây, với hy vọng có thé ứng dụng cho các công trình khác.0.3 Y NGHĨA VÀ GIÁ TRI THỰC TIEN
Thiết lập mối quan hệ giữa độ cứng sàn đến chuyển vị ngang của tường vây, trong toànbộ quá trình thi công phần hằm của công trình
Ngoài việc đảm bảo điều kiện chuyển vị, cũng như khả năng chịu lực của tường vây
Thì vị trí cũng như diện tích của lỗ mở sàn trong phương pháp thi công Top Down cũng cần
được kiểm tra can thận, sao cho không ảnh hưởng đến các công trình lân cận Đây là van dé
rat quan trọng trong công tác thiết kế và thi công tang ham nha cao tang
Có biện pháp kiểm tra an toàn đối với hệ thống sàn có lỗ mở ở trạng thái nguy hiểmtrong quá trình thi công, đảm bảo chuyển vị tường vây luôn nằm trong giới hạn cho phép
Trang 150.5
Cơ sở lý thuyết cho việc tính toán và lựa chọn các thông số dat nền hợp lý dựa vàokết quả khảo sát địa chát trong trường hợp không có khảo sát dia chat thì tac giả sétham khảo và đối chiếu các tài liệu đáng tin cậy khác
Cơ sở lý thuyết về ảnh hưởng độ cứng sàn đối với chuyền vị của tường vây tang ham
trong quá trình thi công, tác giả mô phỏng bằng phần mềm sau đó tìm ra tương quan
giữa độ cứng hệ chống và chuyển vị tường vây.Mô phòng bằng phân tử hữu han
Sử dụng chương trình Etabs 2016 v2 mô phỏng san tang ham từ đó xác định độ cứngsan trong quá trình thi công Kết hợp với phần mềm Plaxis 2D dé tìm ra chuyển vị của
tường vây Từ đó có thé bó trí lỗ mở sàn theo từng giai đoạn thi công cho phù hợp với
điều kiện thi công thực tế.Sử dụng phan mềm Plaxis 3D Foundation mô phỏng toàn bộ quá trình lắp đặt thi công
toàn bộ phan ham của dự án, tìm ra mối quan hệ giữa chuyền vị tường vây với hệ kết
cấu chống đỡ, từ đó đối chiếu với kết quả phân tích bằng Plaxis 2D kết hợp với Etabs
2016 v2 để đưa ra được vị trí cũng như diện tích lỗ mở sàn, vị trí bố trí Kingpost, hệ
shoring phù hợp hơn với thực tế quan trắc
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu kết quả khảo sát dia chat từ đó đưa ra thông số đầu vào của hệ dat nềnvào mô phỏng chương trình Plaxis, trong trường hợp không có khảo sát địa chát thì sẽđối chiếu tương quan gan đúng từ các tài liệu dang tin cậy khác
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết trong việc tìm ra mô hình đất hợp lý để mô phỏng bằng
Plaxis (trong luận van này tac giả sử dụng mô hình dat Harderning Soil trong quá trình
mô phỏng Plaxis).
Mô phỏng ETABS 2016 v2 để tìm ra độ cứng sàn (độ cứng sàn phụ thuộc vào: chiềudày san, vị trí lỗ mở, vi trí bố trí hệ kết cấu chống đỡ như kingpost, cột/vách bê tông).Mô phỏng Plaxis 2D tìm ra chuyển vị của tường vây theo độ cứng sàn một phương.Mô phỏng Plaxis 3D tìm ra chuyền vị của tường vây có xét đến ảnh hưởng của lỗ mở,
vị trí kingpost, hệ shoring So sánh kết quả chuyền vị tường vay được mô phỏng bằng Plaxis 2D, Plaxis 3D so
vơi kết quả quan trắc thực tế, từ đó đưa ra các kết luận quan trọng
So sánh kết quả chuyền vị của tường vây theo từng vùng trên mặt bằng sàn dựa vào
mô phỏng 3D từ đó có đánh giá được vị trí lỗ mở, cách bố trí hệ kingpost sao cho phù
hợp với chuyển vị tường vây trong quá trình thi công
Trang 161.1 GIỚI THIẾUMột trong những ván đề cơ bản khi thi công tang ham nhà cao tang là giải pháp ổn định
hố đào trong quá trình thi công Trong thực tế có nhiều phương pháp giữ thành hố đào phụthuộc vào chiều sâu hố đào, điều kiện địa chát, mặt bằng thi công Với những công trình có
chiều sâu đào tương đối lớn, dé có thé thi công tang ham một cách nhanh chóng va an
toàn việc lựa chon phương pháp thi công Top Down là cần thiết Vấn đề thiết kể đảm bảoan toàn thi công đào sâu trong nền dat luôn là bài toán khó vì vậy cần phải tính toán thiết kế
cơ cấu giữ ổn định tường chắn:
e Phuong pháp tính toán ổn định hệ giàn chống bằng thép hình
e Phương pháp tính neo phụt
e Tinh toán kiểm tra ổn định kết cấu tường vây — sàn ham bằng phương pháp thi
công Top Down.
Hệ chịu lực của nhà cao tang được cau tạo từ các kết cấu đứng (lõi, vách, khung chịu
lực) với sự tham gia hỗ trợ của kết cấu ngang (dam, sàn) dé tạo nên một hệ thống không gian
thống nhát
Trong thi công bằng phương pháp Top Down thì vấn đề lỗ mở sàn thi công cũng là
một van đề rat đáng quan tâm dé dat được hiệu quả cao nhát về thi công, cũng như về tinhtoán thiết kế Kiểm tra ổn định, và khả năng chịu lực của sàn ham dùng dé giữ ổn định lực xô
ngang của tường tang ham bằng phan mềm tính toán kết cấu không gian (Etabs, Sap )
4.2 TINH HINH NGHIÊN GỨU TREN THE GIỚI7.2.7 Nghiên cứu của tác giá Gordon Tung-Chin Kung: Comparision of excavation —
include wall deflection using Top Down and Bottom Up construction methods in Taipessilty clay [1]
Bài báo cáo này tac giả so sánh chuyển vi của tường vay giữa 2 phương pháp thi công
Top Down (TDM) và Bottom Up (BUM) thông qua 26 trương hợp hé đào trên nền dat sét phaở Đài Bắc đã được thu thập và phân tích trong lich sử Các quan sát thực địa cho thay rang
chuyển vị ngang tối đa của tường vây (ö:m) thi công bằng phương pháp TDM bang 1.28 lan
thi công bằng phương pháp BUM Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyền vị của tường vây đượcvà 4 trong 26 trường hợp được chọn thử nghiệm tính toán dé khảo sát sự khác biệt chuyền vi
tường vay (hm) theo 2 phương pháp TDM va BUM Kết quả phân tích cho thay chuyển vị trungbình (Snm) thi công bằng phương pháp TDM lớn hon BUM 1.1 lần, khi không kể đến ảnh hưởngđộ co nhiệt độ của sàn bê tông Cả 2 dữ liệu quan trắc và kết qua phân tích cho thay rangchuyển vị tường vay thi công bằng phương pháp TDM lớn hon mặc dù sàn có độ cứng ngang
tốt hơn
Trang 17Ban "ĐÀ
Wall deflection
Độ sâu (m)
Hm là chiều sâu hố đào gây biến dạng tối
đa trong tường
Ho là độ sâu hố đào cho phépL là chiều dài tường vâyH là khoảng cách giữa 2 thanh chống
Rabeoe
see Stane 4 Fl Dianhranam wall
Hình 1-2: Biến dang của tường 26 trường hợp thu thập trong lich sử
Trang 18I ~s— Đườnghiệu chính“& 4 ~==——= Đường chưa hiệu chính
~~+ 4 a ee
x Š ry
5 il reSự i — —>— _DÖẠ
= Si) —4 ot = m4 os $
Une suốt trước chưa dwoc xem vet Une tuật trước được xem xét
1¬ — ee t4) Te ny re 1¡000 20000 7000) 40000 S(KXM) J0) 2000) MXNM 40000 #KXX)
Độ cứng của thanh chông (KN/m/m) Đô cứng cua thanh chong (NV /mưm)
Hình 1-4 Ảnh hưởng độ cứng thanh chống đến biến dạng tường vây
Trang 19`*
W Z/Zœœ 12(HY cases! `.
»<% S 7/¿«w@ TOCTD cos) we As
® Lote KI(BL caxes! £ âu
& Z/¿ww@KI|{ [l?case@s) ,
- yo an
iOo~
«.]1 A
Tường vây sử dụng làm tường chắn trong tat cả 26 trường hợp hố đào Độcứng trung bình của hệ chống và bản sàn tác giả thu thập được tương ứng
56767 (kN/m/m) và 161900 (KN/m/m).Thông qua việc xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị của tường chắnhé đào, 5 yếu tố xác định là quan trọng có thé dẫn đến sự khác biệt vê chênhlệch chuyển vị của tường vây trong 2 phương pháp TDM va BUM là: Độ sâu
hố đào qua từng bước đào, độ cứng của hệ chống và bản sàn, hệ chống ứnglực trước, thời gian thi công hệ chống bản sàn, độ co ngót của sàn bê tông
Các kết quả của thông số nghiên cứu cho tháy rằng tỷ lệ chuyển vị trung bình
Shm khi thi công bằng phương pháp TDM bang xap xỉ 1.1 phương pháp BUM
khi ảnh hưởng do co ngót của bản sàn bê tông được bỏ qua So với tỷ lệ 1:2
thu được từ quan sát thực tế trong trường hop thứ 23 của nghiên cứu này Sự
khác biệt này có thể do xét đến ảnh hưởng của độ co ngót của bê tông sàn
Trang 201.2.2 _ Nghiên cứu của tác giả Chang Yu Ou và các công sự: Nghiên cứu công trình Taipei
Enterprise National Center
Công trình Taipei Enterprise National Enterprise có mat bang dang hình thang với cạnhdài 60 — 105m, cạnh ngắn 43m, gồm 6 tòa nha A, B, C, D, E, F kế cận công trình lân cận
Trang 21ì | 4
—— 1“ L Medan le $:Xy samc; N~22- 24
-Enff ality clay; k~9 - I$$
4t Commact
dil g te dense
silty shiN>!4~ 1
& Heave gauge oe EL arth water pressure coll
Hình 1-7 Mặt cắt ho dao công trình Taipei Enterprise National EnterpriseBước dau tiên dao tới độ sau -2.8m, quá trình đào diễn ra trong 6 ngày, đến lúc hoànthành bước đào 1 là ngày thứ 162 Sau đó tiếp tục đào nước thứ 2 và lắp đặt lớp cây chốngthứ 1 (H300x300x10x15 chiều dài 6-11mm nhịp trung bình khoảng 8mm, dự ứng lực 784.8kN)
cho bước đào tới độ sâu -4.9m.
Khi tới độ sâu -4.9m, một lớp xi măng được phun lên mặt hố đào Cốt pha được lắp
dựng dé thi công tang B1 tại cao độ -3.5m, khi tang B1 đã hoàn thành và đạt cường độ, việc
thi công bắt đầu tiến hành song song, thi công kết cấu bên trên và thi công các tang ham
Tang 1 và các kết cấu bên trên sẽ được thi công cùng lúc bắt đầu bước dào thứ 3 (tớicao độ -8.6m) Sau đó các bước đào dat va thi công sẽ được lặp lại cho đến khi hoàn thànhtầng B4F (bước thi công thứ 10)
Sau bước thi công thứ 10, biến dạng của tường vây đã lên tới 8cm, để giảm biến dạng
của tường vây, phương pháp đào theo từng vùng đã được chap thuận, vùng giữa được đàotrước Vùng giữa được đào tới độ sâu -17.3m, lớp cây chống thứ 2 được được lắp ở cao độ-16.5m Vùng phía đông và phía tây được đào sau và lắp cây chống vào vùng trung tâm Vì lýdo đó, bước 11 và bước 12 được chia thành 11A 11B và 12A 12B Lớp cây chống thứ 2 làH400x400x13x21 có nhịp khoảng 2.5 tới 6m trung bình khoảng 3.4m, mỗi cây có ứng lựctrước 1177k Tới bước đào thứ 7 (bước thi công thứ 13) chạm tới đáy hố đào với độ cao -
19.7m, bước cuối cùng là thi công móng bè
Trang 22Trong quá trình thi công tòa nhà công trình lân cận bị nghiêng nhẹ, dé giải quyết vanđề này, sau khi thi công tường vây và trước khi đào đất, một vài biên pháp cải tạo đã được đềra: Jet grouting giữa tòa nhà và hé dao
Hình 1-8 Biện pháp thi công tòa nha Taipei Enterprise National Enterprise
Mối quan hệ giữa hệ số an toàn trương nở và bề rộng hé đào rút ra từ kinh nghiệm:
Clough và O’Rourke (1990) đã tim ra được rằng bề rộng hố đào càng tăng thì biếndang của tường vây càng lớn, hơn thé nữa, khi bề rộng hố đào càng lớn thì hiện tương matcân bằng lực càng lớn; hệ số an toàn trương nở càng giảm
phoet piles | m-th›ck diaphragm “si
Trang 23Bước đào đầu tiên, chuyền vị của tường đã được tao ra với dang đầu thừa Bước dao
thứ 2 sẽ bắt đầu sau khi lắp hệ chống đầu tiên Nếu độ cứng của thanh chống đủ lớn, lực nén
tác dụng lên thanh chống sẽ nhỏ hơn vì vậy tường chắn sẽ xoay quanh điểm tiếp xúc giữa
thanh chống và tường, biến dạng của tường được tao ra Biến dạng lớn nhất của tường sẽxảy ra gan bề mặt hó đào
level 2 cũng đủ lớn, tường chắn sẽ tiếp tục xoay quanh điểm tiếp xúc với hệ chống ở level 2,
độ biến dạng của tường xảy ra lần nữa Vị trí biến dạng lớn nhát xảy ra gần bề mặt hố đàonhư hình 1.10c Nếu đất bên dưới hố đào là dat yếu, phản lực day từ tường chắn sẽ giảm vàvị trí biến dạng lớn nhát hau như xảy ra bên dưới hố đào
Được suy ra từ phép ngoại suy, hố đào trong dat cứng sẽ hau hết xảy ra biến dạnglớn nhất bên trên mặt hố đào
es m.x
Struts ƒ
Fxcavation surface
g— Retainingwall
Hình 1-11 Mối quan hệ hình dạng tường biến dang và sự tăng độ cứng thanh chồng
(a) Bước đào dau tiên, (b) Bước đào thứ 2, (c) Bước đào thứ 3
Trang 24Như hình 1.11 biều đồ biến dạng ngang tường chắn ở mỗi bước đào TNEC Khi biện
pháp TDM được sử dụng trong trường hợp này, độ cứng dọc trục của sàn thì khá lớn và ứng
xử biến dang thì tương tự hình 1.11, trong đó biến dạng lớn nhát xảy ra gần bề mặt hó dao
Biên dang ngang của tưởng (cm) Khoáng cách từ mặt sau của tường (m)
Hình 1-12 Độ võng của tường theo phương ngang và độ lún bê mặt hồ dao
123 M.Moeinil, B.Rafezy2 and W.P.Howson: /nvestigation Into The Floor Diaphragm
Flexibility In Rectangular Reinforced Concrete Buildings And Error Formula.Các tác giả đã sử dung phương pháp phan tử hữu han dé phân tích ảnh hưởng của
biến dạng của sàn lên tường trong kết cau tường vây sàn bằng bê tông cốt thép, thông số sửdụng là sàn bê tông cốt thép hình chữ nhật và có lỗ mở Tiếp theo đó, các tác giả sử dụng giả
định kết cấu tuyệt đối cứng để xác định công thức sai lệch Công thức này được sử dụng để
xác định sai lệch khi tính toán các kết cấu tương tự trong đó có giả định kết cấu chống đỡtuyệt đối cứng
Trang 251.3 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIET NAM1.3.7 Chau Ngọc An và Lê Văn Pha: Tính toán hệ kết cấu bảo vệ hố móng sâu bằng
phương pháp xét sự làm việc đồng thời giữa dat nên và kết cau
Nghiên cứu việc tính toán kiểm tra hệ kết cau chống đỡ hé đào đối với công trình trạm
bơm nước sinh hoạt thuộc hệ thống xử lý nước thải Nhiêu Lộc - Thị Nghè (TP Hồ Chí Minh)
Tác giả sử dụng phan mềm Plaxis để kiểm tra ổn định, biến dạng của dat nền và hệ
kết cấu ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình thi công Mô hình bài toán được sử dụng làMohr — Coulomb (mô hình đàn hồi dẻo lý tưởng)
Công trình có bề rộng 22m, dài 57.3m và sâu 19m Tường chắn dày 1.2m, sâu 40m,
sử dung 7 tang chống dé chống đỡ hó đào
—=—!¬m
.
v2 = aA rạp
4 * +- : 4 : ` Z 7bd 464 — f ——.Ố
_ LEP EDEL hie
Trang 26ie WY Al i lin i” Mn oh
T
KASS AAS SA SAASASA AS AAAS AR
SS SS SSS SSS ASSSSANSAN SSSA SSS reans ⁄ duc cts See yes 5 |4 2A0) o2ye bees bra rater sư vạt +% shee: ¬ seL 4% Peters {f(£ + (E4 (0:Là 4 é ` : NI ES$ oee8 4 12H, *h, ⁄ rì.
Ong trinh
va+
¬ cJ® —
©lol|-N
=_— vwLO N
O/O)S] Ile Đ
NN
E được tac gia lây theo công thức tương quan thực nghi
Gardner (1975) và Schurtmanm (1970): E = 766N (kN/m?)
z`
Modul đàn hôi
Trang 27Bảng 1-2 Các giai đoạn thi công hồ đào
Phase Nội dung
0 Trạng thái ban đầu của dat nền1 Thi công hệ tường chắn BTCT2 Tải trọng phân bó tác dụng trên bề mặt3 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -1.504 Lắp đặt tầng chống 1 cốt -1.00
5 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -3.506 Lắp đặt tầng chống 2 cốt -3.00
7 Đào dat và ha mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -6.008 Lắp đặt tầng chống 3 cốt -5.50
9 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt - 7.0010 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -8.0011 Lắp đặt tang chống 4 cốt -7.50
12 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -9.0013 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -10.5014 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -11.5015 Lắp đặt tầng chống 5 cốt -11.00
16 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -13.5017 Lắp đặt tầng chống 6 cốt -13.00
18 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -15.5019 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -17.5020 Lắp đặt tầng chống 7 cốt -17.00
21 Đào dat và hạ mực nước ngầm trong hố móng tới cốt -19.5022 Đồ lớp BTCT đáy móng cốt -19.50
23 Tháo dỡ tang thanh chống 6, 7Bảng 1-3 Kết quả lý thuyết và đo thực tế lực dọc tác dụng các lớp thanh chồng
Kết quả (kN/m)
chống Cao độ Phase 21 Phase 23
Lý thuyết | Thực tế | Lệch (%) | Lý thuyết | Thực tế | Lệch (%)
1 -100| +1349 +157.12 3.00! -130.1 460; +229 -91.5 -76 16.93 550! -1460| -480| +2287] -1238| -506| +30864 750| -2549| -286 +78] -3394| -512| +508
5 11.00| -4545| -483 +62] -11138| -982 11.86 1300| -8702| -778 -10.6
7 1700| 6893| -767| +163
Sàn đáy | -19.50 -773.3
Trang 28e Luôn có phương án tăng hệ thanh chống dự phòng (chuẩn bị các vị trí lắp
chống xen kế) và phải tính toán mô phỏng trước.4.3.2 Nguyễn Minh Tâm, Nguyễn Bứu Anh Thư: Nghiên cứu phường pháp tính áp luc
dat phù hop với tưởng vậy hỗ đào sâuCông trình Vietcombank Tower, Phường Bến Nghé, Quận 1, TPHCM gồm 35 tầng, 4tang ham nên có 5 sàn: BO, B1, B2, B3, B4, mỗi san dày 0.3m riêng sàn B4 dày 2.9m Kíchthước trung bình hố đào: 50mx50m, chiều sâu đào lớn nhất (4 tang ham) 15.7m, mực nướcngàn -1m, biện pháp thi công Top Down
Nội dung bài báo chủ yếu tập trung nghiên cứu tổng quan phương pháp phan tử hữu
hạn Plaxis xác định áp lực tác dụng lên tường chắn cũng như mô hình phu hợp trong Plaxis
dé sử dụng cho mô phỏng các lớp đất Qua việc so sánh giữa các kết quả tính toán phân tích
bằng Plaixs với số liệu quan trắc thực tế, rút ra kết luận như sau: Mô phỏng Plaxis bằng cácmô hình Harderning Soil và Mohr Coulomb cho kết quả biểu đồ biến biến dạng của tường vây
theo độ sâu khá phù hợp với thực tế Tuy nhiên, về độ lớn chuyền vị ngang thì vẫn còn chênh
lệch Kết quả phân tích theo mô hình Harderning Soil lớn nhơn 1.1 — 2 lần; còn Mohr Coulombthì gấp 2 — 6 lần kết quả thực tế
1.4 NHAN XÉT
Qua các nghiên cứu trên thế giới cũng như ở Việt Nam, các tac giả đều nhắn mạnh tamảnh hưởng quan trọng của hệ chống đỡ hố đào trong quá trình thi công tang ham Với hệthanh chống là sàn trong thi công Top Down có độ cứng đủ lớn và các biện pháp kích tải thích
hợp, chuyền vị của tường chắn sẽ giảm đáng kể trong quá trình thi công dao dat
Tuy nhiên, những nghiên cứu trên không đi sâu vào việc đưa ra các phương án bố trí,
kiểm tra tiết diện sàn cũng như vị trí lỗ mở trong từng giai đoạn khác nhau của quá trình thi
công Ván đề về ứng xử của tường chắn theo kết cấu sàn chống đỡ cũng chưa được xét đến.Do đó, luận văn này sé phân tích chi tiết về mối quan hệ ứng xử giữa kết cau sàn có lỗ
mở và chuyển vị của tường chắn, đồng thời trình bày phương án bố trí, kích thước cũng như
vị trí lỗ mở sao cho hợp lý và đảm bảo an toàn khi thi công
Trang 29CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÉT
2.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VE HỆ THANH CHONG DO’ HO ĐÀO
Trong quá trình thi công đào đát tầng hằm, tường chắn không chịu được áp lực ngangcủa đất nén, do đó hệ thanh chống đỡ hé đào thường được yêu cau sử dụng Việc lựa chonhệ thanh chống không chỉ phụ thuộc vào độ lớn của áp lực ngang, mà còn phụ thuộc vào thờigian lắp đặt và những trở ngại mà hệ chống đem lại trong quá trình thi công tang ham
Căn cứ theo vật liệu làm thanh chống, có thể chia ra làm 3 loại:
Thanh chống bằng gỗ (Wood Struts): Chi phí rẻ những cường độ chịu nén thấp,dễ nứt, rất nhạy cảm với sự ăn mòn, độ cứng dọc trục bé Bên cạnh đó, việc nói
ghép các thanh gỗ với nhau rất khó khăn, đồng thời không thẻ tái sử dụng cho
công trình khác Chính vì những lý do đó nên hệ thanh chống bằng gỗ ít đượcsử dụng trong thi công hố đào
Thanh chống bằng bê tông (RC struts): Độ cứng dọc trục lớn nên có thể sử dụngvới các hố đào có hình dạng khác nhau mà không gây ra sự chùng ứng suát.Tuy nhiên, hệ thanh chống bằng bê tông có trọng lượng lớn, không dễ dàng choviệc tháo dỡ, việc kích tải trước cho hệ cũng rất khó khăn và phải cần nhiều thời
gian để hệ đạt đến cường độ cho phép Do đó, hệ thanh chống bằng bê tông
cũng không phải là sự lựa chọn tối ưu trong thi công hố dao.Thanh chống bằng thép (Steel Struts): Hệ thanh chống bằng thép có nhiều ưu
điểm như: dễ lắp đặt và tháo dỡ, thời gian thi công ngắn, chi phí tháp, dễ kích tải
trước Do đó, hệ thanh chống bằng thép được dùng rộng rãi trong thi công hó
Trang 30Hình 2-2 Các thành phan của hệ chồng đỡ hồ dao
2.2 ẢNH HUONG THANH CHONG DEN CHUYEN VỊ TƯỜNG CHAN
2.2.1 Độ cứng của hệ chống (Struts Stiffness)2.2.1.1 Trường hợp hệ thanh chống có độ cứng lớn
Ù
Ù'
Ù
ì
L!1IU
quanh điểm tiếp xúc giữa thanh chống và tường, khi đó biến dạng của tường chắn có dạng
như hình b Chuyển vị lớn nhất của tường chắn xảy ra gần bề mặt hố dao Hoàn tat lắp đặttang thanh chống thứ hai và tiến hành đào dat giai đoạn 3, giả định rằng độ cứng tang thanh
chống 2 cũng đủ lớn, khi đó tường chắn sẽ tiếp tục xoay xung quanh điểm tiếp xúc với tangthanh chống 2 và biến dang của tường chắn sẽ có dạng như hình c Chuyển vị lớn nhát của
tường chắn cũng xảy ra gần bề mặt hó đào
Trang 31Trong trường hợp bên dưới hó dao là lớp dat yếu, lực chống dé ngăn cản chuyển vị củatường chắn vào bên trong hố đào nhỏ, khi đó chuyền vị lớn nhất của tường chắn thường xảyra ở bên dưới bề mặt hố đào Ngược lại khi bên dưới là lớp dat tốt, chuyển vị lớn nhất của
tường chắn thường xuất hiện trên bề mặt của hé dao
Hình 2-4 Mối quan hệ biến dang tường chắn và hệ thanh chống có độ cứng bé
Khi hệ thanh chống có độ cứng bé, tại vị trí tiếp xúc giữa tang thanh chống thứ nhátvới giai đoạn đào thứ 2 và tang thanh chống thứ hai với giai đoạn đào thứ 3, chuyển vị củatường chắn lớn Dạng biến dạng sau cùng của tường chắn sẽ có dạng gan với consol và
chuyền vi lớn nhất sẽ xuất hiện tại đỉnh của tường chắn.2.2.2 Khoảng cách của hệ chống (Struts spacing)
Khoảng cách của hệ thanh chống có thé được chia thành khoảng cách theo phươngngang và khoảng cách theo phương dọc Sự thu hẹp khoảng cách theo phương ngang làm
gia tăng độ cứng của hệ chống trên đơn vị bề rộng hố đào, khi đó biến dạng của tường chắntương ứng với trường hợp thanh chống có độ cứng lớn đã được trình bày ở trên
Sự rút ngắn khoảng cách của hệ thanh chống theo phương đứng có thé tác động hữu
hiệu trong việc giảm biến dạng của tường chắn bởi vì độ cứng của hệ thanh chống được giatăng Mặt khác, vì biến dạng của tường chắn là kết quả tích lũy xuyên qua các giai đoạn đàođất khác nhau, khi khoảng cách theo phương đứng của hệ thanh chống được rút ngắn, chiềudài không cố kết trong mỗi giai đoạn đào dat giảm, kết quả là biến dạng của tường chắn cũngsẽ suy giảm Chiều dài không có kết (unsupport length) là khoảng cách giữa cao độ tang thanhchóng tháp nhát và bề mặt hó đào
Trang 322.2.3 Kích tải trước cho hệ chống (Struts Preload)
Khi sử dụng phương pháp đào hở có hệ giang (braced excavation method), hệ thanhchống thường được kích tải trước Giả định rằng hệ thanh chống được lắp đặt ở cao độ nông,
áp lực ngang của đất nền còn bé, do đó việc kích tải trước cho hệ có thé day tường chắn ra
ngoài Nếu hệ thanh chống được lắp đặt ở cao độ sâu hơn, áp lực ngang của dat nền gia tăng
theo độ sâu, khi đó việc kích tải trước cho hệ sẽ không thé day tường chắn ra ngoài một cách
dễ dàng.Thực sự, sẽ không có van dé gì khi việc kích tải trước gây ra sự di chuyển của tường
chắn vì khi xét tổng thể toàn bộ quá trình đào đát và lắp đặt hệ thanh chống, việc kích tải trước
luôn luôn hữu ích đối với việc giảm chuyền vị của tường chắn cũng như độ lún bề mặt
Hình 2-5 Mối quan hệ giữa áp lực đất, lực thanh chống và phản lực đất nên
Như đã biết, một khi tiến hành đào dat dé thi công tang ham, tường chắn sẽ không thé
tránh khỏi chuyển vị hướng vào bên trong hố đào, và hiện tượng này sẽ làm cho áp lực datsau lưng tường chắn dần đạt đến giá trị áp lực chủ động Hình 2.7 cho thấy phương pháp sửdụng hệ thanh chống và phan lực đất bên trong hố đào dé chống lại áp lực ngang của dat saulưng tường chắn Theo nguyên tắc cân bằng tải trọng, khi hệ thanh chống chịu được nhiều áplực ngang của dat do được kích tải trước, thì đất bên dưới bề mặt hé đào sẽ chịu tải ít hơn,
từ đó dẫn đến giảm chuyển vị của tường chan.2.3 PHAN TÍCH LUC DỌC THANH CHONG BANG PHƯƠNG PHAP DON GIẢN2.3.1 Xác định tải trọng trên hệ chống theo phương pháp áp lực dat biểu kiến
Dé thiết kế hệ chống, việc làm đầu tiên là phải phân tích tải trọng trên hệ trong quátrình thi công dao dat Tải trọng trên hệ thanh chống có thé được tính toán theo phương pháp
phần tử hữu hạn; dầm trên nền đàn hồi hay phương pháp áp lực đất biểu kiến Trong trườnghợp đơn giản có thé sử dụng phương pháp áp lực dat biểu kiến dé phân tích tải trọng trên hệ
Trang 33Peck (1969b) giả định tải trọng trên từng cao độ của các tang thanh chống được gâyra bởi áp lực dat trong phạm vi một nửa nhịp theo phương đứng giữa tang thanh chống bêntrên va tang thanh chống hiện tại và một nửa nhịp theo phương đứng giữa tang thanh chốnghiện tại và tang thanh chống bên dưới Sau đó ông tính toán kiểm tra lại áp lực dat theo tảitrọng thanh chống đạt được Hình bao áp lực đất thu được theo cách này được chia thành 3
biểu đồ áp lực dat, gọi là áp lực dat biểu kiến
—-m—-Hình 2-6 Biéu đồ áp lực đất biéu kiến của Peck
Assumed Strut load per Apparent earth Earth pressureloading area unit width pressure distribution
1777) i‘ “có “4 O,/b P
/ ạ =—————— l
a a, /2 SN việc đi +a+/2
a,/2 / @¡b p>> — 2 /2 );(b _= = 2
Ó: ay/2 (a2 +43) & 21 2(4› + đà)
: đy/2 2 / 3/0} —”, (av+a¿)/2 Q,/b - :
& ; 4/2 =2 Xá Ps 1 2(a,+ay) %
a,/2 ayi26 = Horizontal distance between struts
(a)
Earth pressuredistribution Strut load P\
Trang 34trên từng cao độ của các tang thanh chống là tổng hợp áp lực dat bên dưới tang thanh
chống đó Trong phương pháp này, tải trọng trên tầng thanh chống khi mới lắp đặt nhỏ,sau đó sẽ tăng dan qua các giai đoạn thi công đào dat
e Phuong pháp gối tựa đơn (simply supported method): Phương pháp gối tựa đơngiả định vị trí tựa thanh chống với tường chắn là khớp
Từ những phân tích trên có thé thay rằng áp lực dat biểu kiến là áp lực dat được suy
từ tải trọng trên thanh chống hơn là áp lực thật của dat nền Do đó, áp lực đất biểu kiến
chỉ dùng dé tính toán tải trọng trên hệ thanh chống, không dùng dé tính toán ứng suất haymomen uốn của tường chắn
Theo như nhiều tài liệu và những kinh nghiệm thực tế, phương pháp áp lực đất biểukiến phù hợp với chiều sâu đào không lớn hơn 10m Riêng đối với các hố đào có độ sâu
trên 20m, việc ứng dụng của phương pháp này còn cần có nhiều khảo sát và kiểm tra hơn.2.3.2 Sự gia tăng tải trọng thanh chẳng giai đoạn thi công san tang ham
Tại giai đoạn tháo dỡ hệ chống và thi công sàn tang ham, tang thanh chống bên trên
của tang thanh chống bị tháo dỡ va sàn tang ham bên dưới có thé được xem như 2 điểm tựa
Nhịp giữa tang thanh chống bên trên và san ham được xem xét là dam tựa đơn Lực dọc trong
tang thanh chống bị tháo dỡ có thé xem như một lực tập trung gây ra trên dam tựa don, cóchiều cùng chiều với áp lực ngang của dat nền Lực tập trung nay là tổng của lực trong tang
thanh chống tại giai đoạn đào dat cuối cùng và sự gia tăng tải trọng của tang thanh chống dosự tháo dỡ của tang thanh chống khác ở giai đoạn trước
Do đó khi thiết kế hệ thanh chống, cần chú ý đến sự gia tăng tải trọng trong tang thanhchống do việc tháo dỡ tang thanh chống khác Việc tháo dỡ nay làm cho tang thanh chốngbên trên làm việc ở trạng thái nguy hiểm, vì vậy cần có biện pháp kiểm tra gia cường hợp lý,
đảm bảo không làm gia tăng chuyển vị của tường chắn
Trang 352.4 PHAN TÍCH MOI QUAN HỆ BIEN DẠNG TƯỜNG CHAN - LUN BE MAT2.4.1 Dang độ lún bề mặt của dat nền
Hình dạng độ lún bề mặt của đất nền gây bởi quá trình đào dat có thé được chia thành
hai loại: dạng vòm (spandrel type) và dạng lõm (concave type) Các yếu tố chính quyết địnhhai dạng độ lún bề mặt này là độ lớn chuyền vị và hình dạng biến dạng của tường chắn
Nếu giai đoạn đào đầu tiên làm phát sinh chuyển vị tường chắn lớn hơn các giai đoạnđào sau đó, hay quá trình đào ở các giai đoạn sau tiếp tục làm cho chuyển vị tường chắn có
dạng consol thì độ lún bề mặt dạng vòm nhiều khả năng xảy ra và giá trị lớn nhát của độ lún
sẽ được tim thay tại vị trí gần với tường chắn Trong trường hợp chuyền vị của tường chắn
lớn nhát xuất hiện tại xung quanh bề mặt của hó đào, khi đó giá trị lớn nhát của độ lún bề mặtđất nền sẽ được tìm thay tại một khoảng cách nào đó sau lưng tường chắn và độ lún này có
dạng lỗm.
2.4 T T T T T T T T T TF H San Francisco 0 as
2.4.2 Xác định giá trị lớn nhất của độ lún bề mặt dat nền
Vì các nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng tường chắn cũng ảnh hưởng đến độ lún bề
mặt dat nền, nên có sự tồn tại mối quan hệ xác định giữa giá trị lớn nhát của chuyển vị tường
chắn va giá trị lớn nhất của độ lún bề mặt đất nền.Mối quan hệ giữa biến dạng tường chắn và độ lún bề mặt đát nền đạt được từ quá trìnhthi công hố đào ở Teipei, Chicago, San Francisco và Oslo (Mana va Clough, 1981; Ou et al.,1993) Qua hình vẽ, có thé nhận thay Sym = (0.5 — 0.75)önm đối với hầu hết các trường hợp,trong đó giá trị cận dưới cho dat cát, cận trên cho dat sét
Do đó, để xác định giá trị lớn nhát của độ lún bề mặt dat nền, có thé sử dụng phươngpháp dầm trên nền đàn hồi hoặc phương pháp phan tử hữu hạn dé tính toán giá trị lớn nhấtcủa chuyền vị tường chắn gây ra bởi quá trình thi công, sau đó ước lượng độ lún bề mặt dựa
vào mối quan hệ giữa chúng
Trang 362.5 ỨNG XỬ KHÔNG GIAN QUÁ TRÌNH THI CONG TANG HAM
Hình 2.11 thé hiện một hố đào hình chữ nhật trong đó biến dạng của tường vây gan tiết
diện trung tâm của cạnh dài (mặt cắt A-A) gần giống nhau Do đó, ứng xử có thể được xem
như biến dạng phẳng Trái lại ứng xử biến dạng tại tiết diện trung tâm của cạnh ngắn (mặt cắt
B-B) do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng vòm của bê tông (ứng xử không gian) nên chuyển vị của
tường vây va dat nền nhỏ hơn so với tại mặt cắt A-A Các ứng xử của tường vây và dat nền
gần các góc tường cũng là ứng xử không gian (vùng C, D trong hình vẽ) nên chuyển vị của
tường vây và dat nén cũng nhỏ hơn so với tại tiết diện trung tâm Riêng đối với vùng E thi
ngược lại, chuyển vị của tường va đất đều lớn hơn so với vùng D
(a) (b)
Hình 2-11 Các vùng ứng xử biến dang phẳng và ứng xử không gian trong hồ dao
Với độ cứng theo phương ngang lớn, tường vây có ứng xử không gian (hiệu ứng vom).
Trong khi các phương án tường chắn khác như soldier piles, steel sheet piles, column pilesdo không có độ cứng theo phương ngang nên không xét đến hiệu ứng vòm Vì vậy đối với
tường vây, dé thu được kết quả chính xác, việc phân tích bài toán không gian dé xét đến hiệuứng vòm của bê tông can được thực hiện Van dé này chỉ có thể thực hiện được bằng phương
pháp phan tử hữu han (FEM)
Trang 372.6 PHAN TÍCH BÀI TOÁN HO ĐÀO SÂU BANG PHAN TỬ HỮU HAN2.6.1 Quan hệ thoát nước và không thoát nước
2.6.1.1 Quan hệ thoát nước (Drained)
Phân tích "Drained" được sử dụng nhằm mục đích không phát sinh áp lực nước lễrỗng thang dư trong dat nền Dat và nước được xem như 1 vật liệu duy nhát (dat) đang chịutải (không liên quan gì đến thoát nước)
Phân tích “Drained” chủ yếu áp dụng cho các loại dat rời (thoát nước nhanh) và ứngxử lâu dài của dat sét
2.6.1.2 Quan hệ không thoát nước (Undrained)
Phân tích "Undrained" được sử dụng nhằm mục đích xem xét ứng xử của đát nền theo
ứng suất hữu hiệu, có kể đến quá trình phát triển áp lực nước lỗ rỗng thang dư trong dat theo
lý thuyết có kết của Terzaghi: ø = ø'+ ơ„
Phân tích "Undrained" trong Plaxis cho phép xác định khả năng chịu tải của dat nềndựa vào 2 thành phan vật liệu là khung hạt dat và nước lỗ rỗng trong dat Trong quá trình chịu
tải, Plaxis sẽ tự động đưa ra thông sô mô đun dan hôi thê tích tông K, =K'+ "
Dựa vào hệ số Skempton B, quá trình phân tích khả năng chịu tải của đất và nước sẽ
được tính toán như sau:
e Ung suất trong dat: Ap =K,As, Ap' = (1—B)Ap =K' As,
Đề kết quả tính toán gần chính xác thi mô đun độ lớn của nước phải lớn hơn modun
khối của khung hat dat gap nhiều lần, (Ky >> nk’) Để điều kiện này được thỏa mãn thì hệ số
poison v' < 0.35, khi đó: Kw > 30nK
Thông thường, kết quả tính toán kw;e/n vẫn còn nhỏ hơn độ cứng thực sự của nước
là Kwo = 2.106 (kN/m?)
Trang 382.6.2 Mô hình tăng bền đẳng hướng Harderning Soil
Mô hình tăng bền đẳng hướng Hardening Soil (HS) là nâng cao dùng để mô phỏngứng xử của nhiều loại đất khác nhau, dành cho cả dat mềm và dat cứng (Schanz, 1998)
Khác với mô hình đàn dẻo lý tưởng MC, mặt ngưỡng dẻo của mô hình HS không cốđịnh trong không gian ứng suất chính mà có thể mở rộng ra tùy thuộc vào mức độ biến dạngdẻo của dat Mô hình HS tích hợp cả 2 loại ứng xử tăng bền của dat nền, đó là tăng bền chốngcắt và tăng bền chống nén
Tăng bền chống cat dùng dé mô phỏng các biến dạng không hồi phục của dat nền khichịu ứng suất lệch (ứng suat cắt) ban đầu Tăng bền chống nén dùng dé mô phỏng các biến
dạng không hồi phục của đất nền khi chịu tải nén 1 trục ban đầu (nén cố kết hay nén đẳng
hướng).
Trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước, mdi quan hệ giữa biến dạng dọc trục và ứngsuất lệch có dạng hyperbolic (Kondner, 1963) và về sau đã được ứng dụng trong mô hình
hyperbolic nồi tiếng của Duncan và Chang (1970) Tuy nhiên, mô hình HS đã vượt xa mô hình
hyperbolic vì mô hình này xây dựng trên cơ sở lý thuyết dẻo thay vì lý thuyết đàn hồi và thêmnữa mô hình HS có xét đến góc giãn nở của dat và đưa ra mặt dẻo hình chỏm
Trong mô hình HS, độ cứng của dat nền được mô tả chính xác hơn mô hình MC vi sửdụng 3 loại độ cứng khác nhau cho đát nền, bao gồm:
e - Độ cứng khi chat tải trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước: Eso’
e - Độ cứng khi gia tải hoặc dở tải: Eur®f
e - Độ cứng trong thí nghiệm nén cố kết: Eoeu'°f
Ý tưởng cơ bản của việc thành lập mô hình HS là mối quan hệ dạng hyperbolic giữa
biến dạng dọc trục £1 và ứng suất lệch q trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước Các đường
cong dẻo trong thí nghiệm 3 trục thoát nước được biểu diễn như sau:
2sino ` q=(ccoto- ơ, và g,=—
Đối với lộ trình ứng suất lúc dở tải và gia tải, một modun độ cứng khác phụ thuộc vàoứng suất được sử dụng:
~ ref
cE Lert ccoso— ơ/ sino )"
“ |ccoso—p” sing
Trang 39Trong đó Eu là mô đun Young tham chiếu trong trường hợp dở tải và gia tải của thínghiệm nén 3 trục ứng với áp lực nén tham chiếu là p'*f
Mô đun biến dạng Eso’ và Eu chủ yếu kiểm soát độ lớn của biến dạng dẻo ứng vớimặt dẻo khi chịu cắt, trong khi mô đun Eoea'#f được sử dụng dé kiểm soát độ lớn của biến dạng
dẻo xuất phát từ chỏm dẻo
Trang 40em: Số mũ của ứng suất phụ thuộc độ cứng
Các thông số nâng cao:
e _ Eự'*: Độ cứng khi dở tải và gia tải (mặc định Eu’ = 3Ezo'Sf )
e vu: Hệ số poison khi dở tải và gia tải (mặc định vụ; = 0.2)
e pf: Ứng suất tham chiếu của độ cứng (mặc định pf = 100 KN/m?)
e KNC: Giá trị Ko ở điều kiện cố kết thường (mặc định K¿*© = 1-sing)e R¿: Tỷ số phá hoại q;/qa (mặc định R; = 0.9)
hàoe Cà Chia lưới phan tử trong Plaxis
tử bất quy tắc sẽ gây ra sự mat ồn định số học hay sự thiếu chính xác của phân tích số
Đề biết một phần tử có hình dạng tốt (đúng quy tắc) hay không, có thể đánh giá điều
này thông qua tỉ số giữa chiều dài L và chiều rộng B của phan tử Các phan tử có tỉ lệ L/B =1.0 là các phần tử tốt Do đó, các phần tử hình vuông và tam giác đều là sự lựa chọn tốt nhát.Tuy nhiên, các phần tử có dạng này thường không dễ đạt được trong phân tích, vì vậy một
phần tử có tỉ số L/B trong khoảng 1.0 < L/B < 2 - 2.5 có thé được xem là phan tử tat
Hình dạng của một phần tử sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác trong quá trình phân tíchcủa phan tử đó và các phần tử xung quanh Do đó, các phan tử tốt cần được đặt ở nhữngvùng quan trọng Đối với các vùng ít quan trọng hơn, có thể đặt các phần tử không tốt (phầntử có tỉ lệ L/B không nằm trong miền trên)
Sa VN cử St
š
> 3So Gade ds PIL