Nghiên cứu ảnh hưởng của mô hình đất nền đến dự báo chuyển vị và biến dạng công trình hố đào sâu ổn định bằng tường chắn

Bài báo này phân tích ảnh hưởng của mô hình nền đến dự báo chuyển vị của tường và biến dạng của đất n ền một công trình hố đào sâu ở Thành phố Hồ Chí Minh thông qua việc so sánh kết quả dự báo từ mô hình Mohr – Coulomb (MC) và mô hình Hardening Soi (HS) với các d ữ liệu quan trắc để xác định liệu phân tích phần tữ hữu hạn tuyến tính đơn giản là đủ cho thiết kế an toàn hay phân tích số phi tuyến phức tạp cung cấp một giải pháp mang lại nhiều hiệu quả hơn. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của mô đun dỡ tải và gia tải (refurE ) trong mô hình HS đến chuyển vị của tường được thực hiện dựa trên kết quả phân tích tham số và so sánh với số liệu quan trắc. Ngày nay, nhu cầu về việc sử dụng không gian ngầm như tầng hầm kỹ thuật hoặc dịch vụ dưới các nhà cao tầng, bãi đậu xe ngầm, hệ thống giao thông ngầm, hệ thống xử lý n ước thải…, ngày càng gia tăng trong các khu đô thị. Hố đào sâu thường được sử dụng để giải quy ết các vấn đề trên. Phương pháp phần tử hữu hạn được biết đến như là một phương pháp số được sử dụng để dự báo ổn định và biến dạng của đất nền. Ưu điểm của phương pháp này là ứng xử của đất có thể mô phỏng tương đối chính xác và h ợp lý trong quá trình thi công đào đất. Tuy nhiên, bên cạnh một số ưu điểm vẫn còn một số khó khăn nhất định trong cách tiếp cận do mức độ phức tạp của nó. Do đó, mô hình đàn hồi dẻo lý tưởng MC thường được sử dụng vì tính đơn giản của nó và các thông số đất có thể dễ đàng thu được từ phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, vẫn có một số hạn chế trong mô hình MC. Thứ nhất, các quan hệ phi tuyến của đất trước khi phá hoại không được mô hình. Thứ hai, nó không thể tạo ra áp lực lỗ rỗng đáng tin cậ y trong quá trình gia tải không thoát nước. Thứ ba, dự báo chuy ển vị bên của tường và độ lún mặt là không đáng tin cậy. Để khắc phục những thiếu sót trên, cần sử dụng một mô hình đàn hồi d ẻo phi tuyến tính.Việc sử dụng mô hình đất thích hợp là đặc biệt quan trọng trong tính toán hố đào sâu ổn định bằng tường chắn, bởi vì ứng xử thông thường của đất là phi tuyến, không hồi phục và ảnh hưởng bởi thời gian. 2 Bài báo này phân tích ảnh hưởng của mô hình nền đến dự báo chuy ển vị của tường và biến dạng của đất nền công trình hố đào sâu Trạm bơm lưu vực Nhiều Lộc Thị Nghè, Thành phố Hồ Chí Minh thông qua việc so sánh kết quả dự báo từ mô hình MC và mô hình HS với các d ữ liệu quan trắc được để xác định liệu phân tích phần tữ hữu hạn tuy ến tính đơn giản là đủ cho thiết kế an toànhay phân tích số phi tuy ến phức tạp cung cấp một giải pháp mang lại nhiều hiệu quả hơn. Phạm vi nghiên cứu giới h ạn trong việc xác định chuyển vị của tường chắn, biến dạng bề mặt của đất nền và nội lực của hệ thanh chống trong quá trình thi công đào đất.

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MƠ HÌNH NỀN ĐẾN DỰ BÁO CHUYỂN VỊ VÀ BIẾN DẠNG CƠNG TRÌNH HỐ ĐÀO SÂU ỔN ĐỊNH BẰNGTƯỜNG CHẮN STUDY ON THE EFFECTS OF SOIL CONSTITUTIVE MODEL ON THE PREDICTIONS OF EXCAVATION INDUCED GROUND MOVEMENTS AND LATERAL WALL DEFLECTIONS ThS Ngô Đức Trung, PGS.TS Võ Phán ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM TÓM TẮT Bài báo phân tích ảnh hưởng mơ hình đến dự báo chuyển vị tường biến dạng đất cơng trình hố đào sâu Thành phố Hồ Chí Minh thơng qua việc so sánh kết dự báo từ mơ hình Mohr – Coulomb (MC) mơ hình Hardening Soi (HS) với liệu quan trắc để xác định liệu phân tích phần tữ hữu hạn tuyến tính đơn giản đủ cho thiết kế an tồn hay phân tích số phi tuyến phức tạp cung cấp giải pháp mang lại ref nhiều hiệu Việc nghiên cứu ảnh hưởng mô đun dỡ tải gia tải ( Eur ) mơ hình HS đến chuyển vị tường thực dựa kết phân tích tham số so sánh với số liệu quan trắc ABSTRACT The purpose of this study is to analyse the effects of soil constitutive model on the predictions of excavation Parametric studies have been carried out to investigate the effect ref of soil stiffness parameters ( Eur ) of HS model on the lateral wall deflection, based on the results of parametric studies and comparison with measured field data The effects of soil constitutive model on the predictions of excavation induced ground movements, lateral wall deflections and strut forces were performed using Hardening Soil and Mohr – Coulomb models based on the above proposed comprising The results demonstrate that more realistic predictions of wall deflections and ground deformations can be obtained by Hardening Soil model However, in term of strut forces prediction, there appears to be no advantage in using non-linear model over a simple elastic-perfectly plastic model Đặt vấn đề Ngày nay, nhu cầu việc sử dụng không gian ngầm tầng hầm kỹ thuật dịch vụ nhà cao tầng, bãi đậu xe ngầm, hệ thống giao thông ngầm, hệ thống xử lý nước thải…, ngày gia tăng khu đô thị Hố đào sâu thường sử dụng để giải vấn đề Phương pháp phần tử hữu hạn biết đến phương pháp số sử dụng để dự báo ổn định biến dạng đất Ưu điểm phương pháp ứng xử đất mơ tương đối xác hợp lý q trình thi cơng đào đất Tuy nhiên, bên cạnh số ưu điểm cịn số khó khăn định cách tiếp cận mức độ phức tạp Do đó, mơ hình đàn hồi - dẻo lý tưởng MC thường sử dụng tính đơn giản thơng số đất dễ đàng thu từ phịng thí nghiệm Tuy nhiên, có số hạn chế mơ hình MC Thứ nhất, quan hệ phi tuyến đất trước phá hoại không mơ hình Thứ hai, khơng thể tạo áp lực lỗ rỗng đáng tin cậy trình gia tải khơng nước Thứ ba, dự báo chuyển vị bên tường độ lún mặt không đáng tin cậy Để khắc phục thiếu sót trên, cần sử dụng mơ hình đàn hồi dẻo phi tuyến tính.Việc sử dụng mơ hình đất thích hợp đặc biệt quan trọng tính tốn hố đào sâu ổn định tường chắn, ứng xử thơng thường đất phi tuyến, không hồi phục ảnh hưởng thời gian Bài báo phân tích ảnh hưởng mơ hình đến dự báo chuyển vị tường biến dạng đất cơng trình hố đào sâu Trạm bơm lưu vực Nhiều Lộc Thị Nghè, Thành phố Hồ Chí Minh thơng qua việc so sánh kết dự báo từ mơ hình MC mơ hình HS với liệu quan trắc để xác định liệu phân tích phần tữ hữu hạn tuyến tính đơn giản đủ cho thiết kế an tồnhay phân tích số phi tuyến phức tạp cung cấp giải pháp mang lại nhiều hiệu Phạm vi nghiên cứu giới hạn việc xác định chuyển vị tường chắn, biến dạng bề mặt đất nội lực hệ chống q trình thi cơng đào đất Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phần mềm từ phương pháp Phần tử hữu hạn với hai mơ hình HS MC để tính tốn, kết hợp so sánh với số liệu quan trắc thực tế trường [4], [5] Xác định thơng số đầu vào cho mơ hình  Với mơ hình, tiêu lý chủ yếu đất (c’, φ’, γwet, γdry , kx, ky) lấy từ Hồ sơ khảo sát địa chất [3]  Xác định module biến dạng: ref ref  Eoed , Eur : tính từ kết thí ngiệm nén cố kết  ref E 50 : tính từ kết thí nghiệm nén trục với sơ đồ CD Trong nghiên cứu này, có ' ref kết thí nghiệm với sơ đồ CU, module biến dạng Young E50 tính chuyển từ ref module biến dạng Young khơng nước E50 NH sau: ' ref E50   2(1   ') ref E50 NH Tại p ref  100 kN / m (1) Theo giá trị trung bình nhiều loại đất khác Eur ≈ 3E50 Eoed≈ E50, E hai loại đất yếu cứng có xu hướng cho tỉ số oed khác Trong E 50 ref ref ref ref nghiên cứu này, ta lấy Eoed  E50 ; Eur  3E50 để tính tốn mơ hình HS 3  đường tiệm cận qa đường phá hoaïi qf 50 ref   oed pref  ur  ứng suất - Hình 3: Xác định Eur E50 từ thí nghiệm nén ba trục ứng suất - ref Hình 4: Xác định E oed từ kết thí nghiệm nén trục  Độ cứng phụ thuộc cấp ứng suất theo quy luật lũy thừa m: lấy theo thực nghiệm Giới thiệu cơng trình  Dự án Nhiêu Lộc – Thị Nghè tài trợ tài nguồn vốn ADB, tọa lạc trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh  Kích thước hố đào sâu 25x54m  Giải pháp kết cấu chọn đáy bê tông cốt thép sàn liên kết vào hệ tường vây dày 1.2m, sâu 40m, chiều dài modul 6m đúc trước với công nghệ đào rãnh nhồi bê tông chổ  Giải pháp thi cơng chọn gồm có tầng chống độ sâu đủ để thi cơng đáy trạm bơm BTCT Hình 1: Mặt cắt địa chất cơng trình Các giai đoạn thi cơng tóm tắt Bảng Bảng 1: Các giai đoạn thi cơng cơng trình Giai đoạn Thời gian (ngày) 56 Xây dựng tường chắn 23 1 19 18 13 14 20 20 10 11 20 30 1 10 20 Hoạt động xây dựng Đào đến cao độ +1.0 m Lắp thép hình 2H300×300×10×15 chân chống (cao độ +1.5m) với tải trước 50 kN/m Hạ mực nước ngầm đào đến cao độ -1.0m Lắp thép hình 2H350×350×10×15 cao độ -0.5m với tải trước 200 kN/m Hạ mực nước ngầm đào đến cao độ -3.85 m Lắp thép hình 2H400×400×10×15 cao độ -3.35m) với tải trước 200 kN/m Hạ mực nước ngầm đào đến cao độ -7.0 m Lắp thép hình 2H350×350×10×15 cao độ -6.5m) với tải trước 50 kN/m Hạ mực nước ngầm đào đến cao độ -9.35 m Lắp thép hình 2H400×400×10×15 cao độ -8.75m với tải trước 300 kN/m Hạ mực nước ngầm đào đến cao độ -11.5 m Lắp thép hình 2H350×350×10×15 cao độ -11.0 m) với tải trước 200 kN/m Hạ mực nước ngầm đào đến cao độ -14.5 m Lắp thép hình 2H350×350×10×15 cao độ -14.0 m) với tải trước 200 kN/m Hạ mực nước ngầm đào đến cao độ -17.3 m Đổ bê tông đáy cao trình -17.3m Giải phóng lực kích chống lớp Tháo chống cao trình -14m Tháo chống cao trình -10m -8.75m Thi công hệ giằng bê tông cốt thép cao trình – 9.5m Tháo chống cao trình -6.5m Thi công hệ giằng bê tông cốt thép cao trình – 4.35m Tháo chống cao trình -3.35m -0.5m Thi công hệ giằng bê tông cốt thép Tháo chống cao trình +1.25m  Thiết bị quan trắc trường Tường chắn gồm 24 cọc barret liền Hình 6000 P12 6000 P13 5000 6000 P14 P15 6000 P16 3000 2000 6000 P17 IN-02 6000 6000 P19 P18 6000 3000 P20 P21 IN-03 3000 6000 3000 PZ-01 PZ-01 IN-05 P9 P8 P7 3000 P5 P4 IN-06 P3 6000 IN-07 P6 P2 P1 P24 54000 PZ-04 PZ-03 5000 3000 P23 IN-01 MW-02 6000 3000 P11 3000 3000 PZ-05 IN-04 3000 P10 MW-04 P22 4000 6000 5000 MW-01 MW-03 Hình 2: Sơ đồ bố trí thiết bị quan trắc cơng trường [5] [6] [7] Thiết bị quan trắc chuyển vị ngang: IN-01 đến IN-07 Thiết bị quan trắc lún: PZ-01 đến PZ-05 Thiết bị quan trắc mực nước ngầm: MW-01 đến MW-04 Bảng 2: Các thông số đất cho mơ hình Mohr – Coulomb Lớp cát lấp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp MC MC MC MC MC MC MC MC Drained Undraine d Drained Undraine d Drained Drained Undraine d Drained kN/m3 19.5 15.0 16.27 16.67 16.46 16.48 16.29 16.51 20.2 15.3 19.43 19.99 19.54 19.48 19.69 19.54 Đơn vị Mơ hình Ứng xử γunsat γsat kN/m kx m/ngày 2.5 0.02 0.02 0.2 0.02 0.8 ky m/ngày 2.5 0.02 0.02 0.2 0.02 0.8 5.09 2.11 2 34 2 c’ kN/m ' độ 41 23 31 24 35 34 24 37  - 11 - - -  - 0.25 0.35 0.25 0.35 0.3 0.25 0.35 0.25 kPa 2x104 3296 6567 1.25x104 2.75x104 3.75x104 5.12x104 7.88x104 ref E oed Bảng 3: Các thông số đất cho mô hình Hardening Soil Ký hiệu Mơ hình Ứng xử γunsat Đơn vị Lớp cát lấp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp - HS HS HS HS HS HS HS HS - Drained Undrained Drained Undrained Drained Drained Undrained Drained kN/m3 19.5 15.0 16.27 16.67 16.46 16.48 16.29 16.51 γsat kN/m3 20.2 15.3 19.43 19.99 19.54 19.48 19.69 19.54 kx m/ngày 2.5 0.02 0.02 0.2 0.02 0.8 ky m/ngày 2.5 0.02 0.02 0.2 0.02 0.8 c’ kN/m2 5.09 2.11 2 34 ' độ 41 23 31 24 35 34 24 37  - 11 - - -  - 0.25 0.35 0.25 0.35 0.3 0.25 0.35 0.25 ref E 50 kPa 2x104 3296 6567 1.25x104 2.75x104 3.75x104 5.12x104 7.88x104 ref E oed kPa 2x104 3296 6567 1.25x104 2.75x104 3.75x104 5.12x104 7.88x104 ref E ur kPa 6x104 9888 1.97x104 3.15x104 8.25x104 1.13x105 1.54x105 2.36x105 m - 0.5 0.8 0.7 0.5 0.5 0.5 0.5 Hình 5: Lưới phần tử điều kiện biên Lưới phần tử điều kiện biên sử dụng phân tích Hình 5.Theo Hình phân tích mặt cắt A-A, mặt cắt tương đối thõa mãn điều kiện không gian biến dạng chiều (2D) Giới hạn vùng đất để phân tích PTHH với lưới phần tử rộng 140m sâu 67m Nó chứa 1623 phần tử tam giác 16 nút, kích thước lưới phần tử trung bình 2.42m Phân tích kết 4.1 Phân tích ảnh hưởng độ cứng gia tải dỡ tải đất Việc nghiên cứu thông số thực cách lặp lại phân tích phần tử hữu hạn với giá trị khác thông số cần nghiên cứu không thay đổi giá trị thông số khác Ảnh hưởng thông số xác định cách so sánh với thay đổi biến dạng tường đất giai đoạn thi công đào đất, cho thông số tăng hay giảm theo mức độ cho trước ref Các Hình từ đến 11 cho thấy mơ đun độ cứng gia tải dỡ tải Eur có ảnhhưởng không đáng ref ref kể đến chuyển vị ngang tường Theo đó, giá trị Eur  3E50 áp dụng để tính tốn cơng trình Giá trị giátrị mặc định PLAXIS ref Nhìn chung, tăng độ lớn mô đun dỡ tải gia tải E ur chuyển vịngang tường từ cao độ đào đất giai đoạn thứ trở xuống giảm, nókhơng ảnh hưởngđáng kể đếnchuyển vị ngang tường từ cao độ đào đất giai đoạn thi cơng thứ trở lên Hình 6: Kết dự báo chuyển vị ngang Hình 7: Kết dự báo chuyển vị ngang tường giai đoạn thi công thứ tường giai đoạn thi công thứ hai Hình 8: Kết dự báo chuyển vị ngang Hình 9: Kết dự báo chuyển vị ngang tường giai đoạn thi công thứ ba giai đoạn thi cơng thứ tư Hình 10: Kết dự báo chuyển vị ngang tường giai đoạn thi cơng thứ bảy Hình 11: Kết dự báo chuyển vị ngang tường giai đoạn thi công thứ tám Bảng 4: So sánh kết tính tốn chuyển vị ngang lớn tường ref với chuyển vị ngang lớn quan trắc thực tế với cấp độ E ur ref Eur Các giai đoạn Số liệu quan thi công ref 4E50 ref 5E50 trắc GĐ1 13.74 13.09 12.71 11.85 GĐ2 15.31 14.83 14.28 12.57 GĐ3 25.53 24.81 24.76 22.4 GĐ4 28.28 27.38 27.23 25.63 GĐ5 29.11 28.70 28.24 26.76 GĐ6 30.49 29.96 29.42 26.81 GĐ7 31.96 31.32 30.64 27.11 GĐ8 4.2 ref 3E50 32.96 32.60 32.43 28.47 So sánh mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil 4.2.1 Chuyển vị ngang tường Với mơ hình MC, kết dự báo chuyển vị lớn quan trắc thực tế từ 15.97 ÷ 31.98% Có chênh lệch thơng số cho mơ hình lấy từ số liệu thí nghiệm phịng khơng phản ánh xác đất thực tế Mẫu đất thí nghiệm phịng sau lấy mẫu khơng cịn ngun dạng Với mơ hình HS, kết dự báo chuyển vị ngang tường từ GĐ2 có khác biệt so với mơ hình MC Từ cao độ đáy hố đào giai đoạn đào đất trở lên, kết dự báo chuyển vị ngang tường lớn quan trắc thực tế từ 8.07 ÷17.90%, điều lý giải với mơ hình MC bên Ngược lại từ cao độ đáy hố đào trở xuống kết dự báo chuyển vị ngang tường nhỏ kết quan trắc Điều giải thích sau: mơ tốn với mơ hình HS, giá trị đầu vào mô đun dỡ tải gia tải lớp đất bên hố đào lấy giá trị Thực tế, độ lớn mô đun dỡ tải gia tải gia tăng theo độ sâu Do giai đoạn đào đất, mô đun dỡ tải gia tải bên hố đào nhỏ hố đào đáy hố đào lớp đất bên hố đào bị bóc Như đương nhiên chuyển vị tường quan trắc thực tế nhỏ Tại GĐ1, kết tính tốn chuyển vị ngang lớn tường với mơ hình MC HS 15.52mm 13.74mm, hai mơ hình cho kết chuyển vị ngang lớn đỉnh tường, giống chuyển vị thực tế tường Hình dạng chuyển vị ngang tường dự báo hai mô hình cho thấy tường làm việc console, điều tương đối phù hợp Tuy nhiên ta dễ dàng nhận thấy mơ hình HS cho kết gần thực tế Tại giai đoạn thi công tiếp theo, kết dự báo từ mơ hình HS tỏ phù hợp với chuyển vị thực tế tường kết dự báo từ mơ hình MC Chuyển vị ngang lớn tường tính tốn từ mơ hình MC lớn từ mơ hình HS từ 6.5% đến 17.15% Nhìn chung, hình dạng chuyển vị tường phân tích mơ hình MC HS tương đối giống với chuyển vị thực tế tường Tuy nhiên, từ kết ra, ta nhận thấy chân tường chắn, phân tích mơ hình HS kết chuyển vị ngang gần giống chuyển vị ngang thực tế tường Còn kết chuyển vị ngang phân tích mơ hình MC từ giai đoạn thi công thứ (tức thời điểm tường khơng cịn làm việc console nữa) có khác biệt đáng kể, chuyển vị ngang lớn xuất GĐ 8, kết thúc hố đào 11.44mm, so với chuyển vị ngang tính tóan mơ hình HS 1.81 mm so với chuyển vị ngang thực tế đo 0.45mm Bảng 4: So sánh kết tính tốn chuyển vị ngang lớn từ mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil Chênh lệch Mohr – Hardening Giai đoạn thi Quan trắc HS MC Coulomb Soil công (mm) (mm) (mm) mm % GĐ1 15.52 13.74 11.85 1.78 11.47 GĐ2 18.48 15.31 12.57 3.17 17.15 GĐ3 27.31 25.53 22.4 1.78 6.50 GĐ4 30.50 28.28 25.63 2.22 7.30 GĐ5 32.30 29.11 26.76 3.19 9.88 GĐ6 33.06 30.49 26.81 2.57 7.77 GĐ7 34.55 31.96 27.11 2.59 7.50 GĐ8 36.87 32.96 28.47 3.91 10.60 Hình 12: Kết dự báo chuyển vị ngang Hình 13: Kết dự báo chuyển vị ngang tường giai đoạn thi công thứ tường giai đoạn thi công thứ hai Hình 14: Kết dự báo chuyển vị ngang Hình 15: Kết dự báo chuyển vị ngang tường giai đoạn thi công thứ bảy tường giai đoạn thi công thứ tám Bảng 5: So sánh kết tính tốn chuyển vị ngang lớn từ mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil với kết quan trắc Mohr – Hardening Coulomb Soil (mm) (mm) GĐ1 15.52 13.74 GĐ2 18.48 GĐ3 Giai đoạn thi công Chênh lệch Quan trắc MC HS (mm) với thực tế (%) MC HS 11.85 23.65 13.76 15.31 12.57 31.98 17.90 27.31 25.53 22.4 17.98 12.26 GĐ4 30.50 28.28 25.63 15.97 9.37 GĐ5 32.30 29.11 26.76 17.15 8.07 GĐ6 33.06 30.49 26.81 18.91 12.07 GĐ7 34.55 31.96 27.11 21.53 15.18 GĐ8 36.87 32.96 28.47 22.78 13.62 4.2.2 Biến dạng đất Hình 16 rõ kết tính tốn độ lún bề mặt đất với hai mơ hình MC HS giai đoạn đào đất cuối (GĐ8) Theo đó, kết tính tốn độ lún đất với mơ hình MC nhỏ so với tính tốn mơ hình HS, số liệu quan trắc lún vị trí cách tường 5m 6.42cm, trùng với kết tính tốn với mơ hình HS Tuy nhiên, vùng ảnh hưởng độ lún bề mặt tính tốn mơ hình MC lại lớn so với tính tốn mơ hình HS Kết dự báo độ lún bề mặt với mơ hình MC cho thấy vùng ảnh hưởng lún lớn, cần ý có biện pháp xử lý cơng trình nằm vùng xung quanh hố đào ref Với mơ hình HS, tăng mô đun biến dạng điều kiện dỡ tải gia tải E ur , ta thấy rõ ảnh hưởng đáng kể độ lún bề mặt đất Cả mơ hình MC HS cho kết tính tốn độ lún lớn vị trí cách tường 2.5m Kết so sánh độ lún bề mặt lớn tính tốn từ mơ hình MC HS trình bày tóm tắt Bảng Hình 16: So sánh kết tính tốn độ lún bề mặt đất hai mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil với kết quan trắc giai đoạn thi công thứ tám (GĐ8) Bảng 6: So sánh kết tính toán độ lún bề mặt lớn đất hai mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil giai đoạn thi công thứ tám (GĐ8) Độ lún bề mặt lớn nhất, Sv (mm) Giai đoạn thi cơng Mơ hình HS Mơ hình HS Mơ hình HS ref ref ( Eur  E50 ) ref ref ( Eur  E50 ) ref ref ( Eur  E50 ) 79.22 (2.5) 76.76 (2.5) 75.51 (2.5) GĐ8 Mơ hình MC 67.68 (2.5) ref ref Như vậy, với Eur  3E50 tính tốn mơ hình Hardening Soil, độlún bề mặt lớnnhất lớn tính tốn mơ hình mohr – coulomb khoảng 14.57% Hình 17 thể kết tính tốn độ trồi hố móng giai đoạn đào đất cuối (GĐ8) Kết tính tốn với mơ hình MC cho thấy độ trồi hố móng lớn so với tínhtốn mơ ref hình HS Với mơ hình hardening soil, mô đunbiến dạng điều kiện gia tải dỡ tải E ur tăng, cho kết độ trồi hố móng giảm Như vậy, qua kết phântích, ta thấy mơ đun biến dạng gia ref tải dỡ tải Eur có ảnh hưởng đáng kể đếnhiện tượng trồi hố móng đáy hố đào ảnh hưởng đến chuyển vị ngang tường chắn Khi thi công đào đất trước tường chắn dẫn đến giảm ứng suất phía sau lưng tường làm ứng suất theo phương đứng lớp đất bên đáy hố đào Theo đó, phù hợp sử dụng mô đun biến dạng gia tải, dỡ tải việc phân tích ứng xử biến dạng bề mặt cơng trình hố đào sâu Mơ hình MC sử dụng thông số mô đun biến dạng khơng thể mơ hình đầy đủ ứng xử đàn hồi dẻo trình dỡ tải Trong trường hợp này,những mơ hình đất có bao gồm ref thơng số mô đun biến dạng điều kiện gia tải dỡ tải E ur mơ hình HS ưu việt mơhình MC mơ cơng trình hố đào sâu Kết tính tốn độ trồi hố móng đáy hố đào giai đoạn đào đất cuối với cảhai mơ hình MC HS tóm tắt Bảng Độ trồi đáy hố móng tính tốn mơ hình hardening ref ref soilvới Eur  3E50 cho kết nhỏ khoảng 38.53%, giá trị tương đốichênh lệch Kết thể rõ phân tích biến dạng bề mặt đất nền, việc sử dụng mơ hình đàn hồi dẻo lý tưởng MC cho kết không thật xác Bảng 7: So sánh kết tính tốn độ trồi hố móng lớn đất hai mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil giai đoạn thi công thứ tám (GĐ8) Độ trồi hố móng lớn nhất, Hv (mm) Giai đoạn thi cơng GĐ8 Mơ hình HS ref ref ( Eur  E50 ) 28.71 Mơ hình HS Mơ hình HS ref ref ( Eur  E50 ) ref ref ( E ur  E 50 ) 23.70 20.66 Mơ hình MC 46.71 10 Hình 17: So sánh kết tính tốn độ trồi hố móng mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil giai đoạn đào đất cuối (GĐ8) 4.2.3 Nội lực chống Các hình từ 18 đến 22 thể kết so sánh nội lực hệ chống từ thứ ba đến thứ bảy giai đoạn thi công thứ năm, sáu bảy cơng trình Kết cho ta thấy rõ nội lực chống tính toán FEM lớn nhiều so với nội lực chống quan trắc Đặc biệt, tính tốn với mơ hình HScho kết lớn so với mơ hình MC Q trình phân tích cho thấy nội lực nguy hiểm hệ chống thứ ba, nội lực chống đạt giá trị cực đại Khi tính tốn nội lực mơ hình HScho kết lớn từ 194.84% đến 204.32% so với quan trắc (Bảng 8) Trong đó, kết nội lực tính tốn với mơ hình MC lớn 163.95% đến 169.11% với nội lực quan trắc Hình 18: So sánh kết tính tốn nội lực hệ chống thứ mô hình Hardening Soil, Mohr – Coulomb, với kết quan trắc Hình 19: So sánh kết tính tốn nội lực hệ chống thứ mơ hình Hardening Soil, Mohr – Coulomb, với kết quan trắc Hình 20: So sánh kết tính tốn nội lực hệ chống thứ mơ hình Hardening Soil, Mohr – Coulomb, với kết quan trắc Hình 21: So sánh kết tính tốn nội lực hệ chống thứ mơ hình Hardening Soil, Mohr – Coulomb, với kết quan trắc Hình 22: So sánh kết tính tốn nội lực hệ chống thứ mơ hình Hardening Soil, Mohr – Coulomb, với kết quan trắc 11 Bảng 8: So sánh kết tính tốn nội lực chống mơ hình HS MC với kết quan trắc lớp thứ giai đoạn thi cơng thứ năm, sáu bảy Kết tính tốn nội lực chống với mơ Kết quan hình (kN) trắc thực tế Mơ hình HS Mơ hình MC Giai đoạn (kN) thi cơng Chênh lệch Tính Chênh lệch với Tính tốn với quan trắc tốn quan trắc 194.84% 163.95% 260 506.58 426.28 GĐ5 203.77% 169.11% 250 509.44 422.77 GĐ6 GĐ7 490.37 204.32% 402.63 167.76% 240 Kết luận (1) Ảnh hưởng độ cứng gia tải dỡ tải đất tác động đáng kể đến độ lớn phân bố độ trồi hố móng đến chuyển vị ngang tường độ lún bề mặt đất Cả hai giá trị độ lớn phân bố chuyển vị ngang độ lún bề mặt không nhạy với độ cứng gia tải dỡ tải đất (2) Chuyển vị ngang lớn tính tốn mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil lớn quan trắc thực tế 15.97% ÷31.98% 9.37% ÷ 17.9% Chuyển vị ngang lớn tường tính tốn với mơ hình Mohr – Coulomb lớn mơ hình Hardening Soil 6.5% ÷ 17.15% Như vậy, sử dụng FEM với mơ hình Hardening Soil cho kết chuyển vị ngang tường phù hợp với thực tế làm việc tường mơ hình Mohr – Coulomb (3) Độ lún bề mặt đất tính tốn với mơ hình Hardening Soil cho kết phù hợp với thực tế tính tốn với mơ hình Mohr – Coulomb Theo đó, độ lún lớn tính tốn mơ hình Hardening Soil lớn tính tốn mơ hình Mohr – Coulomb khoảng 14.57% Như vậy, thích hợp sử dụng mơ hình có xét đến độ cứng gia tải dỡ tải để phân tích độ lún bề mặt cơng trình hố đào sâu (4) Độ trồi hố móng bên hố đào tính tốn với mơ hình Mohr – Coulomb cho kết lớn tính tốn với mơ hình Hardening Soil Tính tốn với mơ hình Hardening Soil cho kết độ trồi hố móng phù hợp với thực tế mơ hình Mohr – Coulomb có xét đến độ cứng gia tải dỡ tải đất (5) Nội lực chống tính tốn với hai mơ hình Mohr – Coulomb Hardening Soil cho kết lớn số liệu quan trắc thực tế Trong trường hợp này, có khơng thuận lợi việc sử dụng mơ hình đàn hồi phi tuyến so với mơ hình đàn hồi dẻo lý tưởng Khi tính tốn nội lực mơ hình Hardening Soil cho kết lớn từ 194.84% đến 204.32% so với quan trắc Trong đó, kết nội lực tính tốn với mơ hình Mohr – Coulomb lớn 163.95% đến 169.11% với nội lực quan trắc Kiến nghị Việc sử dụng mơ hình phù hợp tính tốn dự báo chuyển vị tường chắn hố đào sâu đem lại hiệu kinh tế cao đảm bảo ổn định cho cơng trình Trong tương lai, cần tiến tục tiến hành tính tốn tương tự cơng trình khác, phạm vi rộng hơn,để có kết luận tổng quát xác 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc Ẩn (2009), Cơ học đất, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp HCM [2] Nguyễn Bá Kế (2009), Thiết kế thi cơng hố móng sâu, Nhà xuất xây dựng [3] Hội Địa chất Việt Nam – Liên hiệp Khoa học, Địa chất, Nền móng, Vật liệu xây dựng, Kết khảo sát địa chất cơng trình Trạm Bơm lưu vực Nhiêu Lộc Thị Nghè, 2003 [4] Huyndai Mobis JV, Kết quan trắc chuyển vị -Sequential displacement data – HCMC Package #8 Pump Station, 2004-2005-2006 [5] Huyndai Mobis JV, Kết đo đạc nội lực chống - VW strain gauge record sheet – HCMC Package #8 Pump Station, 2004-2005-2006 [6] Brinkgreve R B J & Broere W (2004), Plaxis Manual, Version [7] Duncan, J M., and Chang, C Y (1970), Nonlinear analysis of stress and strain in soils, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, 96(SM5), 1629-1653 13 ... Hình 12: Kết dự báo chuyển vị ngang Hình 13: Kết dự báo chuyển vị ngang tường giai đoạn thi công thứ tường giai đoạn thi cơng thứ hai Hình 14: Kết dự báo chuyển vị ngang Hình 15: Kết dự báo chuyển. ..Bài báo phân tích ảnh hưởng mơ hình đến dự báo chuyển vị tường biến dạng đất cơng trình hố đào sâu Trạm bơm lưu vực Nhiều Lộc Thị Nghè, Thành phố Hồ Chí Minh thơng qua việc so sánh kết dự báo. .. độ đào đất giai đoạn thứ trở xuống giảm, nókhơng ảnh hưởng? ?áng kể đếnchuyển vị ngang tường từ cao độ đào đất giai đoạn thi công thứ trở lên Hình 6: Kết dự báo chuyển vị ngang Hình 7: Kết dự báo