Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích ổn định hệ tường vây hố đào sâu công trình Golden Star 72 Nguyễn Thị Thập

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thống kê: Phân tích lý thuyết về các yếutố ảnh hưởng đến ồn định của hệ thống tường vay; thông kê số liệu địa chất và sốliệu quan trắc từ công trình d

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA - ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa hoc: PGS TS NGUYEN MINH TAM

Cán bộ cham nhận xét 2: TS PHAM TƯỜNG HOI

Luận văn thạc sĩ được bao vệ tại Trường Dai hoc Bách Khoa - Dai học

Quốc Gia Tp Hỗ Chí Minh ngày 10 tháng 01 năm 2018

Thanh phan Hội đồng đánh gia Luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch Hội đồng: PGS TS LE BA VINH2 Cán bộ nhận xét 1: PGS TS VÕ PHAN

3 Cán bộ nhận xét 2: TS PHAM TƯỜNG HỘI

4 Thư ký: TS ĐỖ THANH HAI

5 Uy viên: TS PHAM VĂN HUNGXác nhận của Chu tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa Quản

lý chuyên ngành sau khi Luận văn được sửa chữa (nêu có):

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA KTXD

PGS TS LÊ BÁ VINH PGS TS NGUYEN MINH TAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CONG HOA XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAMKHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-~ -

-000 -TP HCM, ngày 11 thang 12 năm 2017

NHIEM VU LUẬN VAN THAC SĨ

Họ và tên học viên: DO HAI DANG MSHV: 13090074

Ngày sinh: 04/08/1988 Nơi sinh: Kiên Giang

Chuyên ngành: Kỹ Thuật XD Công Trinh Ngầằm MS ngành: 60.58.02.04I1- TÊN ĐÈ TÀI: “PHAN TÍCH ÔN ĐỊNH HỆ TƯỜNG VAY HO DAO

SÂU CÔNG TRINH GOLDEN STAR 72 NGUYEN THỊ THẬP”

2- NHIEM VU VA NOI DUNG:

Nhiém vu:

Nhiệm vụ chính của dé tài ở đây là phân tích 6n định của hệ tường vâyhố đào sâu bang phần mềm Plaxis 2D, sử dụng cả 3 phương pháp A, B,C déxác định chuyển vị và độ lún Từ đó, tổng hợp kết quả và so sánh với quan trắcdé lựa chọn phương pháp sát thực tế nhất Đồng thời, xác định tương quan giữaMô đun dàn hồi E và sức chống cắt không thoát nước cho đất bùn sét yếu ở

khu vực quận 7.Nội dung luận văn:

Mé dau1 Mở dau2 Tổng quan về phân tích 6n định tường vây trong thi công hồ dao sâu3 Cơ sở lý thuyết phân tích 6n định tường vây bang phan tử hữu han4 Tính toán biện pháp thi công tang ham dự án GOLDEN STAR5 Phân tích, so sánh, đánh giá kết quả với quan trắc thực tế

Kết luận và kiến nghị

3- NGÀY GIAO NHIỆM VU : 10/07/2017

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU : 11/12/2017

5- HO VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DAN: PGS TS Nguyễn Minh TâmCÁN BO HUONG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGANH

PGS TS Nguyễn Minh Tam PGS TS.Lê Bá Vinh PGS TS Nguyễn Minh Tâm

LỜI CÁM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo Khoa Kỹ ThuậtXây Dựng - Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình hướngdẫn, trang bị nhiều kiến thức giúp cho tác giả có thể hoàn thành Luận văn này

Tôi xin gửi lời tri ân đến Thầy PGS TS Nguyễn Minh Tâm người đã tận tìnhhướng dẫn, chỉ bảo và truyền thụ những kiến thức quý báu cũng như động viên,khuyến khích tôi tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện Luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn quý Thầy Cô Bộ môn Địa Cơ Nền Móng đã giúp đỡ tạođiều kiện cho tôi hoàn thành Luận văn này

Xin chân thành cảm ơn đến các đồng nghiệp, lãnh đạo cơ quan nơi tôi công tácđã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình cao học Tôi cũngxin cảm ơn tất cả các bạn lớp Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Ngầm khóa học 2013,những người đã có những đóng góp ý kiến, giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn

Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã là nguồn động lực rất lớn, quantâm giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gian thực

hiện Luận văn.

Trân trọng!TP.HCM ngày 11 tháng 12 năm 2017

Học viên

Đỗ Hai Dang

TÓM TAT

Do quỹ đất có hạn nên TP Hỗ Chi Minh ngày càng nhiều công trình cao tầngđược xây dựng nhằm để tăng diện tích sử dụng trên cùng diện tích xây dựng Dé tangcường tính ồn định cho công trình cao tang thì cần thiết phải thiết kế tang ham chônsâu công trình hơn vào trong đất, đồng thời tầng ham cũng đáp ứng nhiều mục đíchkhác cho người sử dụng Trong thi công công trình có tang ham, một số công trìnhsử dụng tường vây băng cừ Larsen để ngăn dịch chuyên của đất xung quanh hồ đào.Việc dịch chuyển này sẽ gây ảnh hưởng đến công trình đang xây dựng và công trìnhlân cận Vì vậy, dự báo đúng chuyển vị tường là môt yếu tố quan trong trong công

tác thi công hô dao sâu.

Trong nội dung luận văn này chủ yếu là tính toán mô phỏng băng phần mémPlaxis một công trình băng 3 phương pháp A, B, C rồi so sánh với quan trắc thực tếđể tìm ra phương pháp có kết quả sát với thực tế quan trắc nhất Luận văn cũng sẽtong hợp các kết quả nghiên cứu, cơ sở lý thuyết về 6n định của tường vây và đưa ra

một sô kết luận liên quan dén ôn định hô đào sâu.

Công trình cụ thể sử dụng tường vây Larsen tại TP Hồ Chí Minh là dự ánGOLDEN STAR, số 72 Nguyễn Thị Thập, Quận 7 Công trình này có đủ số liệu tính

toán và có quan trac thực tê rat thuận lợi dé nghiên cứu.

Luận văn này sẽ giúp cho người kỹ sư thiết kế có thêm cơ sở lý luận trongviệc lựa chọn giải pháp tường vây Larsen cho công trình có tầng hầm hiện nay Đồng

thời, có thê giúp ích phan nao ve việc hiêu rõ hơn đặc diém dat yêu khu vực này.

Due to limited land fund, TP Ho Chi Minh City more and more high-risebuildings were built to increase the area used on the same construction area In orderto enhance the stability of the high-rise buildings, it is necessary to design thebasement buried deep into the soil and the basement also meet many purposes for theuser In the construction of the basement, some of the buildings use Larsen'sdiaphragm wall to prevent shifting of soil around the pit This move will affect theconstruction works and neighboring buildings Therefore, accurate wall displacementis an important factor in the construction of deep holes.

In the content of this thesis is mainly to calculate the simulation by softwarePlaxis a works by 3 methods A, B, C and compare with the actual observation to findthe method has close to reality most The dissertation will also summarize the resultsof the study, the theoretical basis for the stability of the diaphragm wall and givesome conclusions regarding the stabilization of the deep hole.

Specific works using Larsen diaphragm wall in HCMC Ho Chi Minh City isGOLDEN STAR project, 72 Nguyen Thi Thap, District 7 This project has enoughdata to calculate and observes the fact is very convenient for research.

This thesis will help the design engineer to have more theoretical backgroundin choosing the Larsen diaphragm wall solution for the existing basement At thesame time, it may be helpful to partly understand the weak soil characteristics of this

area.

CHỮ VIET TAT VÀ KÝ HIỆU

Chữ viết tắtCU Thí nghiệm nén ba trục cô kết không thoát nướcDR Hệ sô chuyển vi (Displacement Ratio)

DS Thí nghiệm cắt trực tiếpFEM Phương pháp phân tử hữu hạn

GL Cao độ mat dat

HS Hardening SoilMC Morh Coulomb

MNN Mực nước ngâmOCR Hệ số cô kết trướcOED Thí nghiệm nén cô kết

PP Phương pháp

SL Cao độ kết câu

SPT Thí nghiệm SPT (Standard Penetration Test)

VST Thí nghiệm cat cánh (Field Vane Shear Test)

Cc’ kN/m“_ | Luc dính hữu hiệu

d m Chiêu sâu ho daoD m Chiêu dài đường thoát nướcE (KN/m`)_ | Mô đun đàn hôi Young

G kN/m_ Mô dun đàn hỗi trượt

| kN/m* | Mô men quán tínhIp % Chỉ sô dẻo

k m/s Hệ số thâm của datI m Chiêu dải tường ctrK, - Hé sé ap luc dat chu dongK, - Hệ sé áp luc ngang ở trang thai tĩnh cua datKy“ - Giá trị K, ở điêu kiện cô kết thường

spacing m Khoảng cách thanh giằng chốngm - Số mũ của ứng suat

Nspr nhát S6 nhát búa trong thí nghiệm SPTp” kN/m“ | Ứng suất tham chiêu của độ cứng

q kN/m“ | Ứng suất lệchdạ kN/m“ | Giá trị tiệm cận sức chông cắt

OQ, kN Tai trọng tập trung theo phương đứngQO, kN Tai trong tap trung theo phuong ngang

Ry - Ty SỐ phá hoại qi/qa

t Ngay Thời gian thi công

T - Hệ sô thời gian không thứ nguyên

U % Mức độ cô kếtUx cm Chuyén vi ngang

W m Chiêu rộng hô dao

0) Độ Góc ma sát trong’ do Góc ma sát trong hữu hiệu

O - Độ lệch quan phương trung bình

MỤC LỤC9627100155 — 01

1 Tính cấp thiết của dé tải - - 5z z3 1 1 13 121112121111 11 0111111111111 re 01

2 Mục tiêu nghiÊn CỨU - - (<< 199100101 re 013 Phương pháp nghiÊn CỨU - - G0109 99001 re 02

4 Ý nghĩa và giá trị thực tiễn của dé tài ¿-¿- - + se Sex EEEEekrterrrkrkrkred 025 Giới hạn của để tài c- - -c S123 1 1511 1111111111101 01 110111110101 01 211010111 Hye 03CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE PHAN TÍCH ÔN ĐỊNH TƯỜNG VAY

TRONG THI CÔNG HO DAO SAU Qu eseessessessessnessneesneesneesneenneesneesneenneenneenes 041.1 Đặc điểm của hỗ đảo Sau ccecsccsccecesessssscscecesssvecscscecsscevecsceceesevscecesvevavaceeeees 041.2 Phan loai h6 nh 04

1.2.1 Theo phương thức dao (<< re 04

1.2.2 Phân loại theo đặc điểm chịu lực của kết cầu chắn giữ 061.2.3 Phân loại theo chức năng chắn giữ hố đảo 5-52 25252 2sce+eszsrered 061.3 Các loại tường vây hồ đào thường sử dụng - 5+ 252 522e+e+eszsreced 061.3.1 Tường chan bang cọc đất trộn xỉ măng - cece xxx EeEeEeEeEererrees 061.3.2 Tường chăn bằng cọc khoan nhỗi - ¿5-2 + 252 25+E+E+££££E£EzEz£errezered 071.3.3 Tường chăn bằng coc thép hình o.ccccceccccesessesesescscsscscsesssssesesesssessesesees 081.3.4 Tường chăn dang hang cọc bản thép ¿ - 5+ 2 +52 SE2E£E+Es££E£Ezeeverrered 081.3.5 Tường chăn cọc bản bê tông cốt thép - 2 252522222 £E£E£EzEzrrered 08

1.3.6 Tường vay DaTT€f[C HH re 09

1.4 Các phương pháp 6n định tường vây cit Larsen - + 2 2 +c+cscsrsrreei 091.5 Khảo sát một số công trình hé đào sâu trên thế giới và Việt Nam 101.5.1 Một số công trình trên thé giới + + 256 E+E2E2EE£E£E£ESEEEEErErEerrrererered 101.5.2 Một số công trình có thi công hỗ đào sâu ở Việt Nam 101.6 Các nhân tổ ảnh hưởng đến chuyển vị ngang và 6n định của tường vây trong hồ

CAO SÂU 0000 000011111111101 1111111111111 8008088888855 10

1.6.1 Nguồn biến dạng trong - + 2 %6 SE SE 2E E£E2EEEEEE E151 1 11111 ckrkd 1]1.6.1.1 Độ cứng tường chan và hệ chong đỡ w.ccccccceccsessssescsesescssseseseeesesees 111.6.1.2 Kích thước hố móng - - 2 2E SE SE 2E£EEE9EEEEEEEEEE5 11111111 rk 12

1.6.1.3 Hiệu Ứng ØÓC -GGQn ọ ọ rre 14

1.6.2 Nguồn biến dạng ngoài ¿-¿- - - S2 S223 3 E5 E1 1 1151111211111 xe 17

1.6.2.1 Tải trọng vùng lân cẬNn (<< re 17

1.6.2.2 Áp lực đất va tính chất đất nên - ¿+2 + 2E +E£E£ESEEEEErErEerrsrkrsred 181.6.2.3 Cô kết do thâm và bơm NUGC - + +++txtsrxtsrxrsrxrsrkrrrkrrrkerrrree 191.7 Phân tích chuyên vị ngang và Ôn định của tường vây trong hồ dao sâu bang

phương pháp phân tử hữu hạn - 99900 ng ng kg 201.8 Nhận xét chương, Ì - - << 0n re 23

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET PHAN TÍCH ÔN ĐỊNH TƯỜNG VAYBANG PHAN TU HỮU HẠN 5-5-5 525225 E2 2E E311 121212111 eckrkd 242.1 Cơ sở lý thuyết trong PaXỈS - - + 256233 E13 E919 3 1211111511111 xe 24

2.1.1 (0000/00 5 242.1.1.1 Mô hình Mohr — Coulomb << << 00 HH ke 24

2.1.1.2 Mô hình tăng bền đăng hướng Hardening Soil 2-5-555<55c: 26

2.1.2 Phần tích không thoát "ƯỚC - - << - 1190001 re 302.1.3 Phần tích thoát nƯỚC - - - << - G1100 ng re 322.1.4 Phân tích képp - -c L1 HH ng Họ Ho re 32

2.2 Các thông số co bản trong mô hình PlaXis + 2 2 2 552s+£+££2££z£z£szze: 332.2.1 Loại vật liệu đất nền (Drained, Undrained, Non-porous) ‹- 33

2.2.2 Dung trọng bão hòa và dung trọng khô 5 1 9 re, 34

2.2.3 HE $6 1: 342.2.4 Thông số độ cứng của đất nén.ccc ee cccceeescsesesesescscsessesesessssseseseseeteens 352.2.5 Thông số sức kháng cắt của đất nên ¿+5 2+2 +E£E£ESEErkrkrrrreee 37

2.3 Nhận xét chương 2 (<9 re 39

CHUONG 3: TÍNH TOÁN BIEN PHÁP THI CONG TANG HAM DU ÁN

THE GOLDEN STAR cccccssssossssssosssssossssesossssassssscacsesscassssscacscssscassesscossssscoeees 403.1 GiGi 8 .n 40

3.2 Tong quan dự án ¿- - E2 SE SE 1 151 5 121115151511 11 1115111111 1115110111 0100 1x 403.2.1 Giới thiệu về dự án ¿5-5512 SE SE 3 1212121211111 1111111111111 11k 40

3.2.2 Thông tin CHUNG - - << s00 nọ nọ re 41

3.2.3 Kích thước hình học tầng ham c.cccccccscseceescsesssscsescscssssssescsssssesessseseeen 433.2.4 Mặt bang cao độ đáy hố đảo ST 1 1 1111111211111 11 01111 xe 433.2.5 Mặt bang hiện trạng xung quanh dự án ¿5 - 2 2 s+s+sz+s+x+xezezssrered 453.2.6 Địa chất khu vực dự án - - tt 112v 11 5111919111 5 1112 111811 ri 463.3 Biện pháp thi công tổng thể - ¿+ - E52 22123 E9 2E 1212151 5251121112 Eee, 543.3.1 Bố trí ctr Larsen SPIV và hệ giăng -¿- 5252 SccSe2xErrkerrxrrerrreed 543.3.2 Trình tự thi công và mặt cắt thi công ¿5-2 2 e+x+xczezxerererrerered 57

3.4 Tính toán biện pháp thi CÔN - - - - << G5 H000 ng re 583.4.1 Phương pháp tính toan c0 ng re 58

3.4.2 Xác định thông số địa chất ¿- 5-5212 SE SE E2 E211 1211112111 errkd 583.4.2.1 Xác định thông số địa chất từng lớp đất ¿-¿-5-5cc+csccscsceresree 583.4.2.2 Xử lý 86 liệU E E112 1 1 1 15111111 111121111 111101 110111110111 110101011110 y6 623.4.3 Xác định thông số vật liỆU - + C5211 E21 3 1512111111111 11 1111011111 xe G73.4.3.1 Thông số vật liệu của Ctr SÌP[V sec 1xx 11121211 111g go 673.4.3.2 Thông số vật liệu của thanh chống ¿+ - + + 2E +E£E+EzEzEErxrerrsree, 683.4.3.3 Thông số vật liỆU CUA Sầ¡ G11 119191 1E 911101261 511g ng 693.4.4 Mô phỏng bang PlaXiS ¿5-5 522222233 231121121111 21111 111.11 703.4.4.1 Mặt cắt tính tOátn - - csk 111v 119191 11 5111115111 1112611 11g11 crren 703.4.4.2 Chọn điều kiện biên cho bài toán mô phỏng - ¿5 ©5252 5s+s+secs2 7]

3.4.4.3 Trình tự thi công mô phỏng trong DỈAXIS 5S Ă S2 re 723.4.4.4 Mô hình trong plaxis - re 72

3.4.4.5 Các Phase thi công trong P[aXIS - - << c1 re 73

3.4.4.6 Kết quả tính toán ¿562222323 E21 1212111112111 1111 11111111 rk 733.5 Kiểm tra biện pháp thi CON + ¿2+ SE +E+E2EE£E#EEEEEEEErkrkrkerrkrrerered 76

3.5.1 Khả năng chịu lực của cr SPIV - c c1 S SH HH 1 gen 76

3.5.2 Khả năng chịu lực của hệ giang Bố 773.5.3 Hệ số 6n định tổng thể 552522121 121 1211121511111 1111101110101 11 10c xe 77

3.6 Nhận xét chương Ô| - << ng re 77

CHƯƠNG 4: PHAN TÍCH SO SÁNH ĐÁNH GIA KET QUA TÍNH TOÁN CUACÁC PHƯƠNG PHAP SO VOI QUAN TRAC THUC T s-s s-sesssssses 784.1 Tính toán dựa trên kết quả thí nghiệm cat cánh VST (PP B) - 784.1.1 Kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường ¿5 ©5252 +s+c+ce+x+xezsceee 784.1.2 Phân chia lại các lớp đấtt - + ¿6 + SE SE2EEE5 E1 1211115112511 71 E11 ecxrk 784.1.2.1 Phân chia lại các lớp đất theo SU ¿-¿- + + +2 SE2E£E2EEEEEErErrrrerkred 784.1.2.2 Phân chia lại các lớp đất theo SU và Mô đun E theo tương quan với SU 794.1.3 Bảng tong hợp thông số lớp 1 theo Phương pháp B -.-. 5-5+: 804.1.4 Kết quả tính toán ¿- 556132212392 1219112321111 1111111111111 S14.1.5 So sánh kết quả tính toán . - ¿2 5£ SE+E+EESE£ESEEEEEEEEEEEEErErrkrkrrrrerree 844.2 KẾt quả quan trẶC oecceeecccsesscsesessssescsesesscsssesscscsesscsesesscsssesscscsesessesesecsesssesscseeseees 864.2.1 Mặt bằng bố trí quan trắc chuyển Vi CU cecececesssessssesesesesesessesesessesesesseseeeeees 864.2.2 KẾt quả quan tTẶC ooeecececesccscsessssesessssessesesesscscsesscsesessesesessesesesessesesessssesesssseeseees 884.3 Bài toán phân tích ngược từ kết quả quan trắc (PP C) c-ccccxsecsrseseseree 914.3.1 Thông số tính todnr.e.cccccccccccscsssssssssssesssscsesesscsesscsesessesesessesesesessesesesseseseessseeeeees 9]4.3.2 So chẽ a 92

4.4 Nhận xét chương 4 cọ re %6

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ .- 5-5-5 52562 3E E23 1E EEEEEEErkrrrrrrkd 97TÀI LIEU THAM KHẢO 5-5-5525 2EE2 E233 2 EEE E111 1112 Eee 99

1080000 005 101

DANH MỤC HINH VEHình 1.1 — Dao hỗ thăng đứng - - + tt TS TS 111 Trrrkerkg 05Hình 1.2 — Đào hồ có đỐC - cs-cc+cctctttệrtttErrttrirtrkrttrrrtrirtrirrrrrrrrrrri 05Hình 1.3 - Tường bằng cọc xi măng trộn đất -c-c-c-cctcttSteeteEeEererererrreered 07Hình 1.4 - Tường bằng cọc khoan HhHi - St EkEEEEEESEEEEEEErkrkrkekekreeered 07Hình 1.5 - Tường bằng cọc thép hình «St St St EEEEEEEEEEEEeErkrkrkrkekekrkeered 06Hình 1.6- Phương pháp ôn định tường cừ Larsen bằng thép hình ‹¿ 09Hình 1.7 - Đường cong thiết kế cho chuyển dịch tường lớn nhất Clough và

2.776.207 Il

Hình 1.8 - Anh hưởng độ cứng của tường đến chuyển vị của tường 12Hình 1.9 - Anh hưởng của chiều sâu tường đến chuyển vị ngang và ôn dinh 13Hình 1.10 - Sự khác nhau giữa chuyên vị lớn nhất của tường trong các trường hợp

chiều dài tường phụ khác HÌhŒI4 - tt tk +*E#kEEEEEEeEersrsrererees 14Hình 1.11 - Phương án đào có mặt bằng là hình chữ nhật - 5 c5sssse+esxd 14Hình 1.12 - Các vùng ứng xử biến dạng trong hồ đào + 5S seses+rzeeed 15Hình 1.13 - Sự thay đổi của ty số biến dạng phang cho chuyên vi lớn nhất 16Hình 1.14 - Quan hệ giữa B/L và khoảng cách tinh từ góc cho tỷ số biến dạng khác

/1/171/8nPA 1a 16

Hình 1.15 - Phân bồ áp lực dat lại dưới tac dung tải trọng } 17Hình 1.16 - Phân bồ áp lực đất lại dưới tác dụng tải trọng Ô, cccccccce¿ 18Hình 1.17 - Các dang chuyển vi của tường - trường hop độ cứng thanh chong không

208/7/8E0078A8A 20

Hình 1.18 - Giới hạn vùng mô hình khi phân tích hỗ đào sâu bằng Plaxis, K.J

ĐT Q0Q1 h 22

Hình 1.19 - Giới hạn vùng mô hình khi phân tích hỗ đào sâu bằng Plaxis,

Vermeer & Wehnert, 2005 và MeiBner, 2002 < - «se s se + 22

Hình 2.1 - Quan hệ ứng suất và biến dang trong mô hình đàn đẻo 25Hình 2.2 - Xác định Eyer từ thí nghiệm ba trục CO kết thoát HƯỚC - se ccceca 27

II

Hình 2.3 - Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng theo hàm Hyperbolic trong thí

21⁄/112//8/12/8147/987//9218//.//50 na 28

Hình 2.4 - Xác định lL.„a từ thí nghiệm nén 7.2108 ậ 29Hình 3.1 - Vi trí dự an 72 Nguyễn Thị TTHẬTD SG G1111 ke 4]

Hình 3.2 - Kích thước hình hoc Cua CƠNG trinhyicccccccccccscsescccccccccccceecceessssssssssseeeeees 43

Hình 3.3 - Mặt bằng thé hiện cao độ đào đÍấi - - - ccE+E+EeEsESEerererrreeered 44Hình 3.4 - Mặt cắt thé hiện cao độ đào đÍếI oc-cccccccccrerrrrrrrrrrrrrrrree 45Hình 3.5 - Mat bằng hiện trạng xung quanh dự đH -«csccrrtererererreeered 46Hình 3.6 - Mat bằng bố trí hỗ khoan địa CH scccccccccsccscscsccscsecscscsscsecsssscsesscsesecscseees 47Hình 3.7 - Mặt cắt địa chất ccccccccctthrrtErrttrrrtrrrttrrrrirrrrrrrrrrrrik 53Hình 3.8 - Mặt bằng bố trí cừ Larsen (SÏP] ¿+ k+k+k+k+E+E+EEEEEeEsEsrerererrreeered 54Hình 3.9 - Mặt bằng bố trí hệ giẳng Ì St 1e errệg 55Hình 3.10 - Mặt bằng bố trí hệ giẳng 2 St rekekrkerei 56Hình 3.11 - Mặt bằng bố trí hệ giding khu Hồ Piticecececcccccccccscsesessssssescessescscsvevssencnees 56Hinh 3.12 - Mat cat thi CONG AU H S101 11 1 ve 57

Hình 3.13 - Biéu đồ xác định mơ dun biến dang lZsg ” cccectsrcrkstsrerersesrered 59

Hình 3.14 - Biểu đồ quan hệ áp lực nén và biến dạng IẪM - - 5 c2 61Hình 3.15 - Biéu đơ xác định hệ SỐ Mit Meeccccccccccccccscsccscsecscsecscsscsesscscsscsesscsesscsesscaes 65Hình 3.16 - Mat cắt ngang của cit SPIV vceccccsceesessscsvevssstssssssssssscscsvsveesescasasaveees 67Hình 3.17 - Mặt cắt ngang của thanh chống Hiccceccccccccesessvsessssssscssssscscscsvevevencnees 68Hình 3.18 - Mặt cắt tính toản AW Gt eccecccccsccccscsccscsccscscvscsesscsssscsevscsssscsesacsesscsessesecaes 71Hình 3.19 - Chon diéu kiện biên cho bài tốn mơ PhonQureecccscscssesesesvevererersvevenees 71

Hình 3.20 - Mơ hình mơ Phong 001111111111 11111111 vn ra 73Hình 3.21 - Các Phase tính tốn trong PÌAXIS c1 kveeeeesss 73

Hình 3.22 - Chuyển vị và nỘi lực cừ Khu vực đường nội ĐỘ - << <<<5 74Hình 3.23 - Chuyển vị va NOI lực cừ Khu vực nhà (ÍỈH - - scc cv SE s4 74Hình 3.24 - Nội lực lớn nhất của hệ giang — 75

Hình 3.25 - Nội lực lon nhất của hệ giẳng 2 - + c5 ScsctctEEcreterrrereee 75Hình 3.26 - Ket quả Wir ne - - 5-5553 EEEEEE5 113111121111 111111112111 111.6 75Hình 3.27 - Hệ số ôn định tong 7TM Z6Hình 4.1 - Kết quả thí nghiệm cắt cảnh hiệH IFIỜNH - scscscsskkerererereeeed 78Hình 4.2 - Phân chia lại lớp đất theo (S - St SESEEEEEEEEESEEEererrrrrkeered 79Hình 4.3 - Chuyển vị và NOI lực khu vực đường NOI ĐỘ - 5+2 6ÏHình 4.4- Chuyển vị và NOT lực Khu vực nhà đẪN c << S311 336 1 35v 52Hình 4.5 - Nội lực lon nhất trong hệ ging 1 iecceccceccccssssstsssssssssssesessvesecscscsvenenencnees S2Hình 4.6 - Nội lực lon nhất trong hệ ging 2 - - tt StéeteEsrererererreeered 83Hình 4.7 - KẾ! quả Wir nn vcceccceccceccscscscscssssssssscscsvsvsvevenescsssssvavsvevevsvavevscsvsenenenenees 83Hinh 4.8 - Hé 86 6n Gin tong thé 88000" aid.ÔỎ 83

Hình 4.9 - Quan hệ Su và 63 từ thi NGNICM CU eccccccccccccssssssnccccceeceeeceeesssseessnnsaaaeeees 84.

Hình 4.10 - Giá trị sức chống cat không thodt nước Su theo độ sâu le)Hình 4.11 - Hệ số OCR theo độ sẩU -cc-ccstèctteEttrtrrtrtrrrrritrkrrrrrrrrrrrrk 85Hình 4.12 - Mặt bằng bố trí quan trắc chuyền vị ngang CUA CừỪ ‹-cccscss¿ ŠZHình 4.13 - Mặt bằng bố trí quan trắc lún nghiêng công trình lân cận 5SHình 4.14 - Kết qua quan trắc lún công trình IGN CAN veeccccccscscssesesescscevevevevevenenees 5SHình 4.15 - Kết qua quan trắc chuyển vị ngang điền hình l3 - ssssesessd 59Hình 4.16 - Kết qua quan trắc chuyển vị ngang I21 theo từng giai đoạn thi công 90Hình 4.17 - Kết quả quan trắc chuyển vị ngang 123 theo từng giai đoạn thi công 90Hình 4.18- Phân chia lớp đất theo giá tri - + 525cc ct+ESEEcErtsterrrereee 9]Hình 4.19 - So sánh kết quả 3 phương pháp (Giai đoạn 1) vecccccecesesesessssesssesseees 93Hình 4.20 - So sánh kết qua 3 phương pháp (Giai đoạn 2) - -csc5c5cscsesesed 93Hình 4.21 - So sánh kết quả 3 phương pháp (Giai đoạn 3) - -cc5cscsesesed 94Hình 4.22 - So sánh kết qua 3 phương pháp (Giai đoạn 4) - -c5c5s+ese+esesed 94

13

DANH MỤC BIÊU BANGBảng 2.1 - Bảng hệ số thấm k của một 86 loại đấi 5-5252 Se+e+csrresrsred 35Bảng 2.2 - Bảng miễn giá trị của mô đun E ứng với các loại đất khác nhau (Bowles,

708 ẼẺẼ®aa 36

Bang 2.3 -Bang các giá trị điền hình của mô AUnr E viececcccccscscscssssescsescevscsvevevenenees 36Bang 2.4 - Bang các gid trị điển hình của hệ số PoissOnccccscssseseseseeversversveenees 37Bảng 2.5-Bang Góc ma sát trong của cát theo chỉ số ÑpT sec ceseseseseseeed 37Bảng 2.6 - Bang các gid trị điển hình của @', C! VÀ Cy sả ccccccersrekekerrrererereeeed 38Bảng 3.1 - Bang thông tin VỀ AW GN vecccccccccscscsssssesescsvevevststssssevsvecsvscsvsveresenensnenenees 42Bảng 3.2 - Bang cao độ AGO đất MONG vevcececscscscesesesesvevsvststssssssvevecscscsvsverenencasasassees 44Bang 3.3 - Bang các thí nghiệm cho các lớp đất - + + crtsesrererererreeered 47

Bang 3.4 - Bang các Chỉ ti€u CƠ lý CUA OD Ï, ĂẶẶ S11 kkeeeeses 46Bang 3.5 - Bang các Chỉ HIỂU CƠ HỆ CUA OD Ê ĂĂẶ SG S9 11111111 seeeres 49Bang 3.6 - Bang các Chỉ ti€u CƠ 1) CUA OD ĂĂ S91 111 veeeses 50Bang 3.7 - Bang các Chỉ tiêu CƠ lý CUA LOD ⁄|Œ Ă S9 111111 Eeeesss 51Bang 3.8 - Bang các chi tiêu CƠ lý CUA LO 4Ö Ă Q9 111111 eeeeres 52Bang 3.9 - Bang các Chỉ ti€u CƠ 1p CUA LOD ^ ĂĂĂĂ GB S9 11111 veeeeres 53

Bang 3.10 - Bang giá tri ứng suất và biẾn dẠng - ác cccctetetsteterererererereered 59

Bang 3.11 - Bang gid tric’ và 0` từ thi NGHICM (ÌU «««sssssvseeeeeesss 60

Bang 3.12 - Bang tong hợp kết quả Eoq va E„ lớp 1 ứng với P rep =100 kPa 61Bang 3.13 - Bang thống kê các sai số giới hạn của các thi nghiệm - ó2Bảng 3.14 - Bang giá tric’ và 9’ từ thí nghiệm CU sau khi thống kê 63

Bang 3.15 - Kết quả E„a và E,, sau khi đã thông AE 63

Bang 3.16 - Xách định hàm 86 mũi m ÌÓp Lovcccccccccccssssvsvssssssssssssesesevsvscscscsvensvencnees 65Bang 3.17 - Xách định thông số các lớp khác (lớp 2, lớp 3) -c-cccccsesesesed 66Bang 3.18 - Bang tổng hop các thông số mô hình tinh todn veccccccccccscssessseeseseseeee 66Bang 3.19 - Bang thông số vật liệu của cừ SPIV veccceccccccssscsssssesssesscscscscscsvsvensvenenees 67Bang 3.20 - Bang thông số vật liệu của cừ SPIV nhập Plaxis cscscscss¿ 67

Bang 3.21 - Bang thông số vật liệu của thanh chống H400x400 - 68Bang 3.22 - Bang thông số vật liệu của thanh chong H350x350 ca 68Bang 3.23 - Bang thông số vật liệu của thanh chong nhập Plaxis c5 69Bang 3.24 - Bang thông số vật liệu của sàn nhập PlaXis - 5s cesesessseeed 70Bang 3.25 - Bang thông số vật liệu của cừ SPIV dự Gn sử đụng .-.-c¿ 76Bang 4.1 - Giá tri Sức chống cat trung bình cua các lop đã phân chia 79Bang 4.2 - Bang tổng hợp thông số lớp 1 theo phương pháp B c-cccss¿ SOBang 4.3 - Bang so sánh kết qua giữa Phương pháp A va phương pháp B 54Bang 4.4 - Bang tổng hop các thông số tính toán các lớp điất c-ccccesessa 92

15

MO DAU

1 Tinh cấp thiết của dé tàiHiện nay, tại các thành phố lớn ở Việt Nam đã xuất hiện nhiều công trình caotang Dé tăng cường tính 6n định cho công trình cao tầng thì can thiết phải thiết kếtầng hầm chôn sâu công trình hơn vào trong đất, đồng thời tang ham cũng đáp ứngnhiều mục đích khác cho người sử dụng

Việc thi công tầng hầm các công trình yêu cầu phải đảm bảo nhiều về vấn đềkỹ thuật như biện pháp chắn giữ để bảo vệ thành hố đào không bị sập khi thi cônghó dao tang ham và đồng thời không làm ảnh hưởng đến các công trình lân cận

Việc ứng dụng cir Larsen trong hồ đảo sâu nha cao tầng là biện pháp hiệu quađể xây dựng các công trình có tầng hầm Cừ Larsen đã được nhiều nước trên thếgiới và ở Việt Nam cũng sử dụng nhiều năm Tuy nhiên, việc tính toán kết quả từcác phương pháp va các mô hình sử dung sai khác với quan trắc thực tế khá nhiều.Vì vậy, nghiên cứu của luận văn sẽ giải quyết một phần vẫn đề này Do đó, tác giả

đã chọn đề tài “ PHAN TÍCH ÔN ĐỊNH HỆ TƯỜNG VAY HO DAO SAU

CÔNG TRINH GOLDEN STAR 72 NGUYEN THỊ THẬP” dé nghiên cứu trongluận văn Vì 6n định của hệ tường vây có nhiều yếu tố ảnh hưởng nhưng do thờigian và khả năng tác giả có hạn nên chỉ nghiên cứu một vài vấn đề được trình bàytrong phần mục tiêu nghiên cứu

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nhận thức được tính cấp thiết của dé tài nên tác giả đã đi sâu tìm hiểu và phântích tong thé các van dé liên quan đến thi công hồ đào sâu tang hầm nha cao tang

Tuy nhiên, vì thời gian và khả năng của tác giả có giới hạn nên nội dung nghiên cứu

của luận văn chỉ tập trung nghiên cứu về ồn định của hố dao Các mục tiêu nghiên

cứu cụ thé sẽ dé cập trong nội dung luận văn liên quan đến ồn định hỗ đào bao gồm:

1 So sánh chuyển vị của tường trong mô phỏng bang 3 phương pháp với quantrắc thực tế khi sử dụng thông số sức chống cắt không thoát nước từ thí nghiệm hiệntrường kết hợp với các thông số bán kinh nghiệm đối với tầng địa chất bùn sét yếu

2 So sánh chuyển vị từ kết quả mô phỏng bài toán băng Plaxis 2D đối vớiđiểm gần vi trí góc (vi trí I21).

3 So sánh chuyền vị chân tường chắn tạm từ mô phỏng băng Plaxis 2D bằng 3phương pháp với quan trắc thực tế trong giai đoạn đào xuống hồ PIT (giai đoạn 4khi đào xuống cao độ -9.65mGL)

4 Xác định tương quan giữa Mô dun dàn hỏi E và sức chống cắt không thoátnước cho đất bùn sét yếu ở khu vực quận 7 Ngoài ra, tác giả xem xét việc phân chialớp bùn sét dày thành các lớp bùn sét nhỏ khác nhau và lay Mô đun đàn hồi tăngtheo độ sâu để tăng độ chính xác từ mô phỏng và quan trắc

5 So sánh chuyển vị tính toán theo phương pháp C sử dụng mô hình MorhCoulomb với mô dun đàn hồi va sức chống cắt S, thay đổi theo độ sâu so vớiphương pháp B có mô đun đàn hồi không thay đổi theo độ sâu

3 Phương pháp nghiên cứu

Với mục tiêu luận văn này đưa ra, tác giả thực hiện nghiên cứu bang bốnphương pháp bao gôm thống kê, phân tích, mô phỏng và so sánh

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thống kê: Phân tích lý thuyết về các yếutố ảnh hưởng đến ồn định của hệ thống tường vay; thông kê số liệu địa chất và sốliệu quan trắc từ công trình dự án GOLDEN STAR

Phương pháp phân tích: Phân tích các phương pháp và mồ hình tính toán

trong phân tử hữu hạn.Phương pháp mô phỏng: Sử dụng phần mềm Plaxis 2D phiên ban 8.5 môphỏng 6n định của tường vây bang ba phương pháp A, B và C

Phương pháp so sánh: tính toán cho một công trình cụ thé tại thành phố HồChí Minh là dự án GOLDEN STAR, nhận xét các kết quả tính toán và so sánh vớikết quả quan trắc thực tế tại công trình

4 Y nghĩa và giá trị thực tiễn của đề taiTừ kết quả nghiên cứu có thể giúp các đơn vị tư vẫn thiết kế có phương ánthiết kế tường vây hồ đào sâu hiệu quả và kinh tế nhất cho vùng địa chất nhất định

Đề tài giúp cho người kỹ sư thiết kế nền móng có thêm một cơ sở lý luận dự báoảnh hưởng của chuyển vị hỗ đào sâu đến chuyền vị ngang và 6n định của tường vay.Kết quả nghiên cứu của đề tai “PHAN TÍCH ÔN ĐỊNH HỆ TƯỜNG VAYHO ĐÀO SÂU CONG TRINH GOLDEN STAR 72 NGUYEN THỊ THẬP”

giup ta co thém co so ly thuyét cũng như cach nhìn toàn diện hơn về 6n định của hệ

thong tường vây hố đào sâu, từ đó làm cơ sở lựa chọn kết cau tường vây cir Larsen,hệ giang chồng phù hợp trong phương án thiết kế

Đề tài còn lựa chọn phương pháp va mô hình tính toán 6n định tường vây hoplý trong sử dụng phần mém phan tử hữu han (FEM) vào việc phân tích và tính toán

công trình tường vây.

Việc ứng dụng tính toán ôn định của tường Larsen cho một công trình cụ thétại thành phố Hồ Chí Minh và có so sánh với kết quả quan trac thực tế làm tai liệutham khảo thêm cho những người quan tâm đến vấn đề nghiên cứu trong luận văn.5 Giới hạn của đề tài

Phạm vi nghiên cứu cho công trình thực té có tính cục bộ chưa có điều kiệnnhân rộng phân tích nhiều khu vực địa chất khác nhau Kết quả nghiên cứu phan lớndựa vào kết quả phân tích khi mô phỏng trên phần mềm Plaxis 2D Vì vậy, đề tàicủa Luận văn còn có một số hạn chế sau:

Sử dụng thêm mô hình Plaxis 3D mô phỏng để xét đến ảnh hưởng của hiệuứng góc và ảnh hưởng của khối đất xung quanh khi thi công đảo khu vực hồ PIT;xem xét ảnh hưởng của cọc đến chuyền vị tường chắn chưa được xét đến

Sử dụng thêm mô hình Soft soil trong Plaxis để tính toán và nghiên cứu đánhgiá đối với bài toán hố đào sâu trong đất yếu

Nghiên cứu về ảnh hưởng của chuyền vị tường chắn đến công trình lân cận vàgiải pháp hạn chế chuyền vị của tường chan trong thi công hé dao sâu ở khu vực đấtyếu Ngoài ra, cần nghiên cứu các dạng tường vây khác nhau dé làm đa dạng nội

dung của đề tài.

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE PHAN TÍCH ON ĐỊNH TƯỜNG VAY

TRONG THI CONG HO DAO SAU

1.1 Đặc điểm của hồ đào sâuĐặc điểm của hé đảo sâu liên quan tới yếu tố địa phương, tức là tùy vào điềukiện dia chất của mỗi vùng khác nhau mà nó có đặc điểm khác nhau Công trình hồdao sâu phụ thuộc nhiều vào đặc tính của đất nền tại nơi thi công, các giải pháp kếtcầu va kỹ thuật thi công hồ đào

Công trình thi công hồ dao sâu bao gồm nhiều các khâu như chan dat, đào dat,chống giữ, hạ mực nước ngầm Vì tính chất quan trọng và yêu cầu độ an toàn caonên thường chi phí thi công hé đào sâu là rất lớn, thời gian thi công kéo dai

Công trình hé đào sâu trong điều kiện đất yếu, mực nước ngầm cao, các điềukiện hiện trường phức tạp thì thường xảy ra các sự cố như trượt lở, mất ôn định, kếtcầu chắn giữ bị hư hại, ảnh hưởng đến công trình xây dựng và công trình xung

quanh.

1.2 Phân loại hồ đàoCó nhiều cách phân loại khác nhau Tuy nhiên có thể chia thành ba dạng đểxem xét như: Phương thức đào, đặc điểm chịu lực và chức năng kết cau

1.2.1 Theo phương thức đào

Đào có chắn giữ thi công bang cách sử dung các kết cấu quây giữ, hệ thốngchan giữ Vật liệu kết cau chăn giữ là thép, bê tông, xi măng trộn đất Biện pháp thicông theo phương thức đào có chan giữ được thé hiện như Hình 1.1

Đào không có chan giữ thi công bằng cách hạ mực nước ngầm, đào taluy, giacó nên và 6n định mái dốc Biện pháp thi công theo phương thức đào không chăngiữ được thé hiện như Hình 1.2

Hình 1.1- Dao hé thăng đứng có chan giữ Hình 1.2- Dao hỗ có dốc không chắn giữ

1.2.2 Phân loại theo đặc điểm chịu lực cia kết cau chan giữKết cấu chan giữ chịu lực bị động là kết cầu chắn giữ hé dao có vai trò chịu áplực đất chủ động bao gém các kết câu như phun neo, tường bang đỉnh dat.

Kết cấu chan giữ chịu áp lực chủ động là kết cau chăn giữ hỗ đào có vai trò

chịu áp lực đất bị động bao gồm các kết câu như cọc, bản, ống, tường va chống

1.2.3 Phân loại theo chức năng chắn giữ hồ đào1.2.3.1 Bộ phận chắn đất

+ Giữa cọc dat dày thêm cọc phun xi măng cao áp+ Coc bản thép

1.2.3.2 Bộ phận chắn giữ kiểu kéo giữ

+ Kiểu tự đứng (coc consol, tường)+ Thanh neo vao tầng đất

+ Ong thép, thép hình chống đỡ (chống ngang)+ Chống chéo

+ Hệ dầm vòng chống đỡ

+ Thi công top-down

1.3 Cac loại tường vây hồ đào thường sử dung1.3.1 Tường chắn bằng cọc xỉ măng trộn đất

Trộn cưỡng bức đất với xi măng thành cọc xi măng, sau khi đóng rắn sẽ thànhtường chan có dạng bản liền khối đạt cường độ nhất định Dùng cho loại hồ dao cóđộ sâu từ 3 — 6 m Biện pháp thi công bằng tường chan bang cọc xi măng trộn đấtđược thé hiện như Hình 1.3

Hình 1.3 - Tường bằng cọc xi măng trộn đất1.3.2 Tường chắn bằng cọc khoan nhồi

Coc khoan nhồi có đường kính từ 0,6 — 1 m, cọc dai 15 — 30 m, làm thànhtường chăn theo kiểu hàng cọc, đỉnh cọc cũng được cô định bang dầm vòng bang bétông cốt thép Ding cho hố đào có độ sâu từ 6 — 13 m Biện pháp thi công bangtường chan bang cọc khoan nhồi được thé hiện như Hình 1.4

“.¬

Xa ale me:& ? a \ : iy Fea

oo

tEí N.U

1.3.3 Tường chắn bằng cọc thép hìnhCác cọc thép hình thường là I hay H được hạ vào trong đất liên sát nhau bangbúa đóng hay rung tạo thành tường chăn kiểu hàng cọc, trên đỉnh được giăng bangthép hình Dùng cho hồ dao có độ sâu 6 -13 m Biện pháp thi công bang tường chănbang cọc thép hình được thé hiện như Hình 1.5.

mì AE + Pte Ae UR Mato LTC ys - ị st ax - > = _—' _ ; ‘7nt only eu

1.3.5 Tường chắn cọc bản bê tông cốt thépCọc bản bê tông cốt thép có chiều đài cọc từ 6 — 12 m, sau khi hạ cọc xuốngđất, người ta tiễn hành có định đầu cọc băng dầm vòng bê tông cốt thép hay thanhneo Dùng cho loại hồ đào có độ sâu từ 3 — 6 m

1.3.6 Tường vay barrette

Tường vây barrette là tường bê tông đồ tại chỗ, chiều day từ 600 — 800 mm déchan giữ 6n định hồ dao sâu trong quá trình thi công Tường có thé được làm từ cácđoạn cọc barrette, tiết diện chữ nhật với chiều rộng thay đổi từ 2,2 — 3,6 m Cácđoạn tường barrette được liên kết chống tham bang goăng cao su Trong trường hợp2 tang hầm, tường barrette thường được thiết kế có chiều sâu >10 m tùy thuộc vàođịa chất công trình và phương pháp thi công

1.4 Các phương pháp ồn định tường cir LarsenTường vây Larsen được giữ 6n định khi thi công bằng các giải pháp sử dunghệ dàn chống băng thép hình, số lượng tầng thanh chống có thé là 1, 2 tang chonghoặc nhiều hơn tùy theo địa chất công trình, chiều sâu hố đào Phương pháp 6n địnhtường ctr Larsen bằng thép hình được thé hiện như Hình 1.6

1.5 Khảo sát một số công trình hồ đào sâu trên thế giới và Việt NamHiện nay trên thé giới có rất nhiều công trình có thi công hồ dao sâu.1.5.1 Một số công trình trên thé giới:

+ Tòa nhà Chung — Wei Đài Loan : 20 tầng, 3 tầng hầm;

+ Tháp đôi Luala Lumpur city Center Malaysia;

+ Tòa nhà Commerce Bank: 56 tang; 3 tầng ham:+ Tòa nhà Cental Plaza HongKong : 75 tầng, 3 tầng hầm;+ Tòa nhà Chung- Hava Dai Loan : 16 tang, 3 thang ham.1.5.2 Một số công trình có thi công hỗ đào sâu ở Việt Nam

+ Cục tần số vô tuyến điện, Trần Duy Hung, Hà Nội; tường barrette dày 80cm,27 tầng có 3 thang ham;

+ Vietcombank Tower, 98 Tran Quang Khai, Ha noi: 2 tang ham;+ Hacinco Tower : tường barrette: 2 tang ham;

+ Kho bạc nhà nước Hà Nội: 2 tang ham:+ Tòa nha văn hóa da nang, Pasteur, quan 1, Hỗ Chí Minh: 3 tang ham:+ Toa nhà Vincom Tower, Lê Thanh Tôn, Quận 1, TP HCM: có 6 tầng ham;+ Bitexco tower, Hồ Chi Minh: 2 tang ham:

+ Lottery Tower, Lê Thánh Tôn, Hồ Chí Minh: 3 tang hầm.1.6 Các nhân tổ anh hưởng đến chuyền vị ngang va On định của tường vâytrong hồ đào sâu

Các nguyên nhân gây chuyên dich đất ngoài phạm vi hồ dao có thé phân làm

hai loại chung:

+Biến dạng của các thành phần của hệ chống vách.+Biến dạng của đất do tương tác của khối đất xung quanh và nước ngầm đối

với các hoạt động đào.

Dé đơn giản, hai loại này sẽ được gọi tương ứng là biến dạng trong và biếndạng ngoài Nguồn biến dạng bên trong chủ yếu liên quan đến sự làm việc của hệtường chan Trong quá trình đào, tường bị bién dạng uốn giữa các điểm gối và nhưmột consol ở phía trên điểm gối trên cùng Các thanh giăng chịu kéo, hoặc cácthanh chống chịu nén

10

Nguyên nhân biến dạng ngoài liên quan tới sự làm việc của toàn bộ khối đấtvà kết quả của sự cô kết.

1.6.1 Nguồn biến dạng trong1.6.1.1 Độ cứng tường chắn và hệ chống đỡ

Thay đổi độ dày tường làm thay đối độ cứng của tường làm giảm chuyển dichcủa đất bên ngoài hé đảo Tuy nhiên việc tường dày quá chiếm diện tích lớn, chi phí

thi công tăng cao.

Clough và O’Rourke (1990) dựa vào một số quan trắc về bién dang của một sốhó đào đã lập thành bang so sánh với độ cứng của tường chan và tương quan giữahệ số an toàn với sự trôi nên

Đối với hố đào trong đất sét mềm tới cứng vừa, O’Rourke đã so sánh chuyểnvị ngang và 6n định lớn nhất (u„a„/z) với độ cứng của tường (EI / yh") như biểu đồ ở

Hình 1.7.Trong đó:

E- Mô đun đàn hồi của tường: I- Mô ment chống uốnh- Khoảng cách trung bình giữa các thanh chống

(ET)/(y„ h4„)—* Increasing System Stiffness

Hình 1.7- Đường cong thiết kế cho chuyển dich tường lớn nhất Clough va

OˆRourk,1990

L Sebastian Bryson và David G Zapata-Medina (2012) đã mô phỏng 3D đểnghiên cứu anh hưởng độ cứng của các loại tường đến chuyển vị của tường tươngứng với các loại đất Quan hệ giữa độ cứng của tường và chuyển vị của tường đượcthé hiện qua biéu đồ như Hình 1 8.

1.6.1.2 Kích thước hỗ móngHình dạng, kích thước hỗ móng ảnh hưởng đến sự phân bố chuyên vị của đấtxung quanh và bên dưới dáy hỗ móng

12

Hồ đào càng sâu, ứng suất tong giảm càng lớn và như vậy chuyển vị củatường chắn cảng lớn Hồ đào càng rộng, chuyền vị của tường chăn càng lớn.

Phân tích theo mô hình ứng suất hữu hiệu, MIT-E3 (Whittle và Kavvadas,1994) có xét đến ảnh hưởng của chiều dải tường đến độ lún nên và chuyên vị ngangvà ôn định của tường ứng với các chiều sâu tường là L = 40 m và 20 m Khi đào đếncác cấp đào H = 2,5 m; 5,0 m; 15,0 m; 22,5 m cho đất OCR=1 Khi chiều sâu tườngtăng dẫn đến chuyền vị ngang và 6n định của tường giảm Tương quan giữa chiềusâu tường và chuyên vị ngang của tường được thé hiện qua Hình 1.9

0 © Wo iso 20 1% wos Ô

Chuyển dịch tường ,ỗ_ (mm)

Hình 1.9- Ảnh hưởng của chiều sâu tường đến chuyền vị ngang và 6n định

Tác giả Chang — Yu Ou trong quá trình nghiên cứu thành lập một quy trình

phân tích 3D phát triển trên chương trình máy tính khi phân tích bài toán đào sâu vàthực hiện trên công trình cụ thé đã cho thay ảnh hưởng của kích thước hé móng.Các kết quả nghiên cứu của Chang — Yu Ou về chuyền vị đối với chiều dài tườngphụ khác nhau B=20m, 40m, 60m, 100m được thé hiện như biểu đỗ ở Hình 1.10

Distance from the Corner (m)

` 10 20 30 40 0 10 20 30 40 sọ

24+

&* *n ng “ưa xe *xsese

Hình 1.10- Sự khác nhau giữa chuyển vị lớn nhất của tường trong các trường hợp

chiều dải tường phụ khác nhauVới chiều dai tường phụ (B>20), khi giảm chiều dài của tường chính thì độ

lệch của tường sẽ giảm.1.6.1.3 Hiệu ứng góc

Với những phương án hồ đảo sâu có mặt băng đào là hình chữ nhật hoặc hìnhvuông thì chuyén vị tại góc là nhỏ nhất Sự chuyền vị của tường được thể hiện như

Hình 1.11- Phuong án đào có mặt bang là hình chữ nhật

Ngoài ra, Các vùng ứng xử biên dạng trong ho đào cũng được xét đên Xét các

ứng xử tại các góc A, B, C với các dang mặt bang nhu Hinh 1.12

14

L Tường vây —

Hình 1.12- Các vùng ứng xử biến dạng trong hồ daoTrong hình, hồ đào hình chữ nhật biến dang ở trung tâm cạnh dài (mặt cat 1-1)được xem là bién dang phăng

Ở vùng trung tâm cạnh ngăn (mặt cắt 2-2), do bị ảnh hưởng của vùng góc nênchuyền vị tường vây nhỏ hon so với mặt cat 1-1

Các ứng xử tại các góc (A, B) cũng có ứng xử không gian nên chuyền vị nhỏhơn trung tâm của tường, nhưng góc C có chuyền vị lớn hơn góc B

Các nghiên cứu về 3D liên quan đến hố đào, ảnh hưởng của góc Cùng vớiviệc nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước hỗ móng, Chang — Yu Ou nghiên cứu vànhận thấy khi tăng chiều dài tường chính hay tường phụ thì sự ảnh hưởng của góclà không thé kế đến

Với độ cứng theo phương ngang lớn, tường vây có ứng xử không gian Trong

khi các phuơng án tường chăn khác như soldier piles, cu Larsen, cọc vây do độcứng theo phương ngang bé nên không xét đến hiệu ứng góc

Chính vì vậy nên đối với tường vây, để thu được kết quả chính xác, việc phântích bài toàn không gian dé xét đến hiệu ứng góc của tường vây cần được thực hiện.Vấn dé này chỉ có thé thực hiện được băng phương pháp phan tử hữu hạn (FEM)

Sự thay đổi của ty số biến dạng phăng cho chuyên vị lớn nhất khoảng cách từgóc tới phần ước lượng hé đào với chiều dai tường chính là hang số và sự thay doichiều dài của tường phụ Sự thay đổi của tỷ số biến dạng phăng cho chuyền vị lớnnhất khoảng cách từ góc tới phần ước lượng hồ dao với chiều dài tường chính làhăng số và sự thay đổi chiều dai của tường phụ được thé hiện như Hình 1.13

Distance from the Comer (m)

o9 10 20 30 40 6 10 20 30 40 30

1.0 —

Hình 1.13- Sự thay đổi của tỷ số biến dạng phangTrong điều kiện biến dạng phăng, phần ứng xử của tường trung tâm có tườngphụ dai còn ảnh hưởng bởi sự tồn tại của phần góc Những vi trí càng xa góc thìcàng ít bị ảnh hưởng Mức độ ảnh hưởng của hiệu ứng góc phụ thuộc vào tỷ số B/Lcủa tường Tỷ số B/L càng lớn mức độ ảnh hưởng càng nhỏ Sự phụ thuộc khoảngcách từ góc đến điểm đang xét và ty số B/L được thé hiện như Hình 1.14

Hình 1.14- Quan hệ giữa B/L va khoảng cách tinh từ góc cho ty số bién

dang khac nhau

16

1.6.2 Nguồn biến dạng ngoài

Sự phân bồ lại áp lực đất theo phương ngang dưới tải trong tập trung tac dụngtheo phương đứng được thé hiện như Hình 1.15 và giá trị áp lực ngang được tính

theo công thức:

On = _ (6 — sinB cos2a)

Hình 1.16- Phân bổ áp lực đất lại dưới tác dung tai trọng Q,1.6.2.2 Áp lực đất và tinh chat đất nền

Áp lực ngang: áp lực đất và áp lực thủy tĩnh — tác động lên hệ chống là mộtnhân tố quan trọng ảnh hưởng đến chuyển dich đất khi đào Độ lớn áp lực đất nóichung ty lệ nghịch với cường độ đất, đặc biệt là khi sử dụng các thông số Coulomb

18

1.6.2.3 C6 kết do thấm và bơm nướcViệc thoát nước cho tầng ngậm nước nông nằm trên lớp đất chịu nén, hoặc sựhạ áp của tầng thấm được năm bên dưới lớp đất chịu nén, đều có khả năng gây ra

lún.

Sự thoát nước gây ra mat mát sức day nổi do vậy làm tăng áp lực thang đứngtác dụng lên lớp đất chịu nén Trường hợp ha áp của tầng thấm tạo ra một gradientthấm hướng xuống dưới, do đó làm giảm áp lực lỗ rỗng trong lớp đất chịu nén ở

trên.

Độ lớn của lún cô kết thực ra là một hàm số của bề day, tốc độ cô kết hoặctrương nở, và lịch sử hình thành ứng suất của lớp đất khả nén; mức độ và hướng củasự tụt nước ngâm, và tính tham của tang ngậm nước đã được thao nước

Trong trường hợp dùng tường chống không thấm, áp lực thủy tĩnh có thể lớnhon áp lực dat Do đó, sự phân bó áp lực thủy tĩnh dọc theo chiều dài tường chắn cóảnh hưởng lớn đến toàn bộ hợp lực tác dụng lên tường chắn Dạng biểu đồ áp lựcthủy tĩnh được quy định bởi khả năng thấm của tường chan và các điều kiện thấmgây ra do sự bơm hút nước trong hồ đảo

Tổ hợp của một tường không thâm và giả thiết không có sự thấm nước vào hỗđảo sẽ cho ta trường hợp áp lực thủy tĩnh lớn nhất tác dụng lên tường Áp lực sẽtăng lên tỷ lệ với chiều sâu, từ mực nước ngầm thiết kế tới chân tường Khi giả thiếtlà có thâm nước, độ lớn phân bố áp lực sẽ giảm đáng ké so với trường hợp có thấm

nước, đặc biệt là khi đào càng sâu.

Sự hạ thấp áp suất, một dang thức tháo khô, được yêu cầu khi cần đề phòng sựnâng thủy tĩnh của cao độ lòng hồ đào Một điều kiện như vậy có thé xay ra khi mottang đất tương đối chống thấm nằm trong giới han đào được đỡ bởi một tangtươngđối dễ thắm nam bên dưới Nếu trọng lượng của lớp đất không tham còn lạinhỏ hơnáp lực thủy tĩnh tác dụng lên đáy lớp, thi sự nâng lên có thé xảy ra Dé tránhđiều này, phải làm một loạt giếng hạ áp xuyên qua lớp thắm năm bên dưới để tạo rasugiam áp Dù vậy, nếu các tường hỗ đào không xuyên sâu tới lớp không thắm nambên dưới lớp dễ thấm, việc hạ áp suất sẽ có tác dụng vượt ra khỏi phạm vi hồ đào,như thé gây nên khả năng lún có kết

Theo “Deep Excavation — Theory and Practice” của Chang-Yu Ou:

Dưới tac dụng của áp lực đất, tường vây bị uốn cong và biến dạng, khi đó sẽcó sự dịch chuyển tương đối giữa đất và tường

Dat không có tác dụng gia tăng moment kháng uốn cho tường mà nó làm giatăng ứng suất tác dụng lên tường Khi đó, nếu tường được gia có băng các sườn, thìhệ sườn này có tác dụng tuyệt vời trong việc gia tăng khả năng kháng uốn cho

tường.

Vị trí của sườn có thé thay đối cả ở bên trong hay ngoài tường Khi đặt bên

trong, nó sẽ là phan tử chịu kéo VỀ mat lý thuyết, sườn nên đặt theo trường hợp

này Tuy nhiên, trong thực tế khi sử dụng cho ta thấy rằng tác dụng tốt nhất của nólà gia tăng moment kháng uốn cho tường Ngoài ra, theo Chang Yu Ou (2006),trong quá trình đào khi chưa có thanh chống và có thanh chống (trường hợp độ cứngthanh chống không đủ lớn) sẽ làm tường chuyến vị và dạng chuyến vi trong các

trường hợp nay cũng khác nhau như Hình 1.17.

f 47 éNNV7

đủ lớn

(a) Giai đoạn đảo chưa có thanh chống, (b) giai đoạn có thanh chống,

(c) giai đoạn lấp nhiều tầng thanh chống1.7 Phân tích chuyển vị ngang va ốn định của tường vây trong hồ đào sâubằng phương pháp phân tữ hữu hạn

Phần mềm Plaxis Foundation là một trong những phần mém được nhiều nước

trên thê giới sử dụng dé giải quyết các bài toán về móng, phân ngầm các công trình

20

xây dựng và các công trình ngầm tương tác với đất Phần mềm Plaxis Foundation tỏrõ thế mạnh trong tính toán ứng suất- biến dạng, chuyển vi- lún, nội lực trong kếtcầu và 6n định trượt sâu tương tác giữa công trình với nên đất Chương trình sử

dụng giao diện thuận tiện cho người dùng, giúp cho người dùng nhanh chóng tạo ra

một lưới phan tử hữu han dựa trên sự liên kết các mặt cat ngang tại các cao trìnhkhác nhau Các bước tính toán cho bai toán tương tác giữa công trình với nền đấtbăng phần mềm Plaxis Foundation gồm 11 bước sau:

Bước 1: Thiết lập tong thé bài toánBước 2: Thiết lập mặt bang lam viécBước 3: Thiết lập đường bao hình dang, kết câu

Bước 4: Khai báo tải trọng

Bước 5: Khai báo lỗ khoan và các tính chất vật liệuBước 6: Chia lưới phần tử

Bước 7: Thiết lập giai đoạn tính toán.Bước 8: Chọn điểm

Trong mô phỏng bài toán hố đào sau, cần xác định điều kiện biên của côngtrình Sau đây, tác giả xin giới thiệu hai dạng biên phân tích hố đào thường sử dung:

+ Giới hạn vùng mô hình khi phân tích hố đào sâu bằng Plaxis theo KJ

Bakker như Hình 1.18.Trong đó:

d- khoảng cách từ đáy hồ đào đến chân tường cir

h- chiêu dài tường cu

ren (3-5)d mn (2-3)h

minh

Hình 1.18- Giới han vùng mô hình khi phân tích hỗ đào sâu bang Plaxis,

K.J Bakker

+ Giới han vùng mô hình khi phân tích h 6 dao sâu bang Plaxis theo Vermeer

& Wehnert, 2005 và MeiBner, 2002 như Hình 1.19.Trong đó:

a- chiều dài biên hỗ đàod- chiều sâu hỗ daoI- chiều dài tường cừw- chiều rộng hồ đào

a W a

Pe ss ss _—_——————

Ke

Suggestions: Stability or structural analysis: a>/ and a> 2d

Deformation analysis: a>1.5/ anda>3d

Hình 1.19- Giới han vùng mô hình khi phân tích hỗ đào sâu bang Plaxis,

Vermeer & Wehnert, 2005 và MeiBner, 2002

22