Bo tri hop ly neo

Bố trí hợp lý neo cho tường chắn có neo Mở đầu Trong thực tế xây dựng ngày có nhiều công trình có mái dốc lớn, hố đào sâu Do mật độ xây dựng, xây chen, giá thành công trình, không cho phép mở rộng mái dốc xây dựng nên tường chắn đứng sử dụng rộng rãi Đặc biệt tường chắn mềm ưu điểm công nghệ, giá thành tiến độ thi công Neo kết hợp với tường chắn mềm, làm phân bố lại mô men tường nên giảm kích thước tường, tiếp nhận áp lực ngang từ tường truyền vào khối đất ổn định phái sau Neo cho phép đào sau tường chắn, cho phép thi công từ xuống giảm khối lượng chống đỡ Tuy nhiên, để tăng hiệu việc sử dụng neo cho tường chắn có neo cần nghiên cứu bố trí neo cách hợp lý Nội dung dựa tính toán phương pháp phần tử hữu hạn cho trường hợp tường chắn cụ thể từ đưa phương pháp đánh giá bố trí hợp lý neo tường chắn mềm Có chế làm việc neo Mục tiêu sử dụng neo để cải thiện khả làm việc kết cấu tường chắn, tức giữ cho tường chắn ổn định, phân phối lại mô men tường Như vậy, neo cần phải thoả mãn độ bền (sức chịu nhổ, chịu kéo) làm việc chung hệ thống (tức tương tác lẫn nhau) Cấu tạo neo gồm phần sau: - Phần đầu phần liên kết với kết cấu tường chắn Nó phải đảm bảo vững đầu neo không làm biến dạng hay phá huỷ cục tường chắn; - Phanà cố định phần cuối neo cố định chắn vào đất cố định Nó phải đảm bảo khả dính bám với đất không làm mở rộng vùng biến dạng dẻo đất bao quanh Vì vậy, vùng phải có kích thước đủ lớn cần củng cố cách mở rộng vùng neo, cải thiện phần đặt đất quanh vùng veo, tăng độ sâu chiều dài dính bám neo - Phần thân tự phần truyền tải phần đầu phần cố định Phần tự (thân neo) cần có cường độ tiết diện đảm bảo chịu sức căng Chiều dài phần tự phải đủ để phần cố định neo nằm vào vùng đất ổn định sau mặt trượt tiềm đoạn χ theo giá trị χ khuyến cáo lựa chọn 1,5m hay 0,2H lớn (H chiều cao tường chắn) - Thêm vào chiều dài khoảng cách neo phải đảm bảo thuận tiện thi công không phát sinh ảnh hưởng tương tác làm giảm khả chịu lực neo tính toán Khoảng cách neo khuyến cáo nên chọn >1,2m Khả dính bám neo Sự bám dính neo vào đất phụ thuộc nhiều vào điều kiện đất nền, độ sâu bầu neo so với mặt đất, kích thước bầu neo áp lực phun vữa Theo điều kiện cải thiện khả chịu lực, có số dạng neo vữa khác nhau, nội dung nghiên cứu này, xét đến trường hợp neo lỗ thẳng, vữa áp lực thấp, thường ứng dụng cho trường hợp hạt thô đất rời hạt mịn Theo khả dính bám neo đất hạt rời xác định biểu thức (1) sau đây: L Tƒ = πDLγ’ ( z + l sin α + - sin α).n.tgφ’ Trong đó: γ’ – dung trọng hữu hiệu đất; L ( z + l sin α + - sin α)= h (độ sâu điểm bầu neo) z - chiều sâu đến điểm đầu neo; l - chiều dài đoạn tự do; L - chiều dài bầu neo; α - góc nghiêng neo so với phương ngang; n - tỷ số áp lực phun vữa với giá trị γ’h bầu neo; φ’- góc ma sát có hiệu lực đất Từ biểu thức rút nhận xét sức dính bám neo không phụ thuộc vào chất đất kích thước neo (đường kính bầu neo D, chiều dài thân neo l bầu neo L) mà phụ thuộc nhiều vào vị trí đặt neo góc nghiêng neo so với phương ngang Dưới với trợ giúp phần mềm Plaxis, phân tích ảnh hưởng đại lượng α z tới hệ số an toàn công trình tường chắn cụ thể, từ xác định tham số α z hợp lý cho công trình đạt hệ số ổn định cao Tính toán bố trí hợp lý neo 4.1 Sơ đồ số liệu tính toán Chúng ta xét hố đào rộng 30m, sâu 8m, giữu ổn định tường thẳng đứng bê tông cốt thép mác 300 dày 0,4m có hệ số poisson ν = 0,17 mô đun đàn hồi E = 2,9.10 kN/m2 Tường chắn ngàm sâu xuống đáy hố đào 5m gia cường tầng neo Dọc theo chiều dài tường chắn, neo bố trí cách 2m Các neo tạo ứng lực trước p = 300kN/m - Phần tự neo mô hình phần tử neo (node – to – node anchor) với độ cứng chịu kéo neo EA = 2.105 kN - Bầu neo mô tả phần tử geotextile có độ dài 4m với độ cứng chịu kéo EA = 1,91.106 kN/m Lớp đất lớp đất lấp có bề dầy trung bình 1m, thay tải trọng phân bố có cường độ 20kN/m2, lớp đất cát đồng có tiêu lý sau: dung trọng tự nhiên γ = 17kN/m 3, mô đun biến dạng E = 28000kN/m 2, hệ số poisson ν = 0,3, góc ma sát φ = 30o, nước ngầm sâu 4.2 Các kết tính toán nhận xét Các tính toán thực với trường hợp vị trí đặt neo không đổi góc nghiêng so với phương ngang neo thay đổi trường hợp chọn góc nghiêng hợp lý thay đổi độ sâu đặt neo để tìm độ sâu đặt neo phù hợp Đầu tiên tính toán cho trường hợp độ sâu đầu neo 3m kể từ đỉnh tường, thay đổi góc nghiêng neo so với phương ngang góc 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 50 độ Các kết tính toán thể đồ thị quan hệ thay đổi góc nghiêng neo so với phương nằm ngang hệ số ổn định công trình Ở hệ số ổn định Fs công trình xác định theo phương pháp “giảm φ c” giá trị Fs xác định thông qua biểu thức (2) đây: tgφ C Fs = - = tgφ red C red Trong đó: φ c góc ma sát lực dính đơn vị thực đất, φ red C red giá trị góc ma sát lực dính đơn vị tương ứng với công trình trạng thái giới hạn Chúng ta nhận thấy hệ số ổn định công trình đạt lớn góc nghiêng neo so với phương ngang 35 độ Kết tương đối phù hợp với tài liệu dẫn công bố nước góc nghiêng đặt neo nên lựa chọn khoảng từ 15 đến 40độ Sau có góc nghiêng hợp lý phần tính toán trên, cố định giá trị góc nghiêng tính toán cho trường hợp đặt neo độ sâu khác Trong tính toán ý giữ khoảng cách χ sau mặt trượt tiềm đỉnh bầu neo không đổi 2m, khoảng cách thường khuyến cáo lựa chọn 1,5m 0,2H hay lớn Các kết tính toán cho biết công trình chúng ta, cách bố trí hợp lý neo đặt đầu neo độ sâu khoảng 3m nghiêng góc 35 độ so với phương nằm ngang Kết luận Hiện tính toán thiết kế neo hệ neo cho tường chắn mềm, phương pháp truyền thống sử dụng phần mềm tính toán ứng dụng Việc sử dụng phần mềm địa kỹ thuật mạnh cho phép nhà thiết kế tính toán nhanh hơn, cho kết sát thực đặc biệt nhờ ưu điểm sử lý kết nhanh trực quan nên phần mềm cho phép nhà thiết kế tính toán nhiều trường hợp, từ chọn phương án hợp lý Trên tinh thần này, tác giả sử dụng phần mềm Plaxis - phần mềm địa kỹ thuật mạnh tính toán cụ thể cho toán từ đưa phương án neo hợp lý Các tác giả hy vọng phương pháp tiếp cận dùng cho nhà thiết kế tham khảo PGS TS Nguyễn Hùng Sơn, Th.S Vũ Quang Trung (Nguồn tin: T/C KHCN Xây dựng, số 4/2006)