Ổn định mái dốc tính theo phương pháp PTHH Plaxis
Tuyn Hi ngh Khoa hc thng niờn nm 2014 ISBN: 978-604-82-1388-6 NGHIấN CU GII PHP N NH MI TA LUY NG CAO TC NI BI LO CAI ON KM33+190 N KM33+278 Phm Huy Dng1, Hong Vit Hựng2 Trng H Thy li, Cụng ty POSCO E&C Email: huydung0403@gmail.com GII THIU CHUNG D ỏn ng cao tc Ni Bi - Lo Cai cú tng chiu di ton tuyn l 245km, i qua cỏc tnh, thnh ph gm H Ni, Vnh Phỳc, Phỳ Th, Yờn Bỏi v Lo Cai õy l d ỏn quan trng hnh lang giao thụng Hi Phũng-Cụn Minh thuc chng trỡnh hp tỏc ca nc thuc Tiu vựng Mekong m rng (GMS) on Km33+190Km33+278 thuc gúi thu A2, a phn xó An Hũa, huyn Tam Dng, tnh Vnh Phỳc õy l on x lý nn t yu phc nht tng s 12 on t yu ca gúi thu A2 Phm vi t yu b kp gia cu TL306I v cu Mng o v gii hn bi dũng mng o bờn phớa phi tuyn m bo iu kin n nh v tc bin dng ca nn, bin phỏp x lý nn bng ging cỏt ó c ỏp dng cho on t yu ny Tuy nhiờn, cụng tỏc x lý nn t yu thc t ó gp rt nhiu khú khn khu vc chõn ta luy b nh hng trc tip bi dũng mng o (hỡnh 1) Cụng tỏc x lý nn t yu ó phi ỡnh tr mt thi gian di, dn n nguy c khụng m bo k hoch thụng xe ton gúi thu nh d kin l hon ton cú th xy Vỡ vy, vic nghiờn cu, ỏp dng gii phỏp mi nhm n nh mỏi ta luy on Km33+190-Km33+ 278 v m bo tin thi cụng l rt cp thit Phạm vi xử Phạm vi chưa xử lý giếng cát lý giếng cát Mương điều chỉnh Mái ta luy đường Mương trạng 6% 3% 3% 3% 3% 1.25 1.25 5.40 3.60 1/2 /1 /1 8.00 Mễ PHNG TNH TON 00 5.40 - PA1: Nn dũng mng o xa ta luy nn ng - PA2: Gi nguyờn mng hin trng, n nh mỏi ta luy bng h thng tng bn gúc v cc bờ tụng ct thộp ỳc sn - PA3: Gi nguyờn mng hin trng, n nh mỏi ta luy bng h thng cc vỏn thộp SP-IV 2.2 Phõn tớch la chn phng ỏn - i vi PA1: õy l PA thi cụng n gin, giỏ thnh h , khụng phi iu chnh phm vi x lý nn bng ging cỏt nhng li tn thi gian cho cụng tỏc n bự, thng lng gii phúng mt bng, cú nguy c mt n nh mỏi ta luy tỏc ng ca dũng chy v c bit khụng th ỏp ng tin thụng xe k thut ton gúi thu vo 31/3/2014 - i vi PA 2: PA ny cú u im l gim mt phn giỏ thnh x lý nn t yu gim lng ging cỏt, m bo n nh lõu di ca mỏi ng v ỏp ng tin chung ca gúi thu Tuy nhiờn, nhc im ln ca PA l bin phỏp thi cụng phc tp, gm nhiu cụng on, giỏ thnh t - i vi PA 3: PA ny cng gim mt phn giỏ thnh x lý nn t yu gim lng ging cỏt, m bo n nh lõu di ca mỏi ng, bin phỏp thi cụng n gin v ỏp ng tin chung ca gúi thu Xột v chi phớ, PA ny t hn so vi PA1 nhng r hn nhiu so vi PA2 Vỡ vy kin ngh ỏp dng PA3 cho d ỏn 1.25 1.25 Phạm vi dọn dẹp mặt Hỡnh 1: Mt ct ngang in hỡnh mỏi ta luy on Km33+190 - Km33+ 278 PHN TCH LA CHN GII PHP N NH MI TA LUY 2.1 xut gii phỏp Cn c vo iu kin thc t ca d ỏn v gii phỏp cho mt s cụng trỡnh tng t, cỏc phng ỏn (PA) ó c xut nh sau: 3.1 c im a cht on Km33+190 Km33+ 278 Theo ti liu bỏo cỏo kho sỏt a cht cụng trỡnh, khu vc Km33+190-Km33+278 bao gm cỏc lp t sau: - Lp 1: l lp t ph, b dy trung bỡnh 0,5m, lp t ny khụng cú ý ngha tớnh toỏn vỡ thc t ó c búc b thi cụng x lý nn bng ging cỏt - Lp 2: l lp sột pha xỏm en ln hu c, trng thỏi mm, nm bờn di lp 1,b dy trung bỡnh 3,0m 191 K nim 55 nm thnh lp i hc Thy li - Lp 3: l lp bi hu c xỏm en, trng thỏi chy, nm bờn di lp vi b dy trung bỡnh 1,8m - Lp l lp sột pha xỏm vng, trng thỏi cng, nm bờn di lp vi b dy trung bỡnh 3,1m - Lp l lp sột pha xỏm nõu, trng thỏi mm, nm bờn di lp vi b dy trung bỡnh 1,9m - Lp 6: l lp cỏt ht thụ ln cui si, kt cu cht, lp ny nm di lp vi b dy cha xỏc nh c 3.2 Phng phỏp tớnh toỏn B phn mm chuyờn dng Plaxis ca H Lan version 8.6 c s dng phõn tớch ng sutbin dng theo phng phỏp PTHH u im ca phn mm ny ú l cho phộp mụ phng cỏc bi toỏn a k thut liờn quan n nhiu giai on thi cụng (phase), kt qu ng sut-bin dng c phõn tớch ng thi ti tng thi im lm vic ca cụng trỡnh B phn mm cng cho phộp la chn v s dng mt s mụ hỡnh vt liu phự hp vi c im ca tng loi t nn nh Mohr-Coulomb, Hardening Soil, Linear Elastic Nhiu kt qu quan trc ó cho thy kt qu tớnh toỏn bng phn mm ny rt phự hp vi thc t H s an ton n nh trt tng th Mfs c xỏc nh theo phng phỏp gim cỏc thụng s chng ct tg v C Theo phng phỏp ny, tham s chng ct tg v C c gim liờn tc cho n xy phỏ hoi Nh vy, h s an ton tng th c xỏc nh bng thng s ca thụng s chng ct ban u v thụng s chng ct ti thi im xy trt, tc l Mfs = C/Cred = tg/tgred Trong ú: v C l gúc ma sỏt v lc dớnh n v ban u ca t nn red v Cred l gúc ma sỏt v lc dớnh n v ti thi im xy trt 3 Mụ phng cỏc giai on lm vic ca t nn mụ phng phự hp cỏc giai on lm vic ca t nn, cỏc giai on (phase) tớnh toỏn Plaxis c thc hin nh sau: - Giai on 1: Thit lp trng thỏi ng sut ban u - Giai on 2: Thi cụng cc c - Giai on 3: p t ti cao trỡnh nh c - Giai on 4: p t K95 - Giai on 5: p lp kt cu mt ng - Giai on 6: Xột nh hng ti trng giao thụng - Giai on 7: o mng ti cao trỡnh thit k - Giai on 8: H thp mc nc mng - Giai on 9: Phõn tớch n nh 3.4 Cỏc thụng s ca t nn dựng tớnh toỏn Cn c vo kt qu kho sỏt a cht cụng trỡnh, ch tiờu c lý ca cỏc lp t nn c ly nh bng di õy Trong mụ hỡnh tớnh toỏn, t nn c mụ phng theo mụ hỡnh Mohr-Coulomb Vỡ ch xột n tớnh bin dng lõu di nờn s dng kiu thoỏt nc (drained) v cỏc thụng s khỏng ct t s thớ nghim c ktkhụng thoỏt nc CU i vi vựng t nn ó c x lý bng ging cỏt (phớa bờn trỏi ca cc vỏn thộp), tr s mụ un bin dng E c tớnh theo giỏ tr trung bỡnh Etb = a.Ep + (1-a) Es Trong ú: Etb: Mụ un bin dng trung bỡnh ca vựng x lý nn bng ging cỏt Ep: Mụ un bin dng ca ging cỏt Es: Mụ un bin dng ca t nn a: t l din tớch ca ging cỏt Bng 1: Ch tiờu c lý ca t nn Thụng s n v K95 unsat kN/m3 20 sat kN/m3 21 Lp 17.4 18 Lp 13.7 14 Lp 19.2 19.5 Lp 15.1 15.5 Lp 18.2 18.5 E kN/m2 25000 2960/ 4007* 1835/ 2980* 5120/ 5980* 2270/ 3377* 50000 C kN/m2 35 o 25 13.8 21.1 13.4 21.5 11.5 18.4 11.3 21.6 35 *)Cỏc giỏ tr E* c dựng cho trng hp t nn ó c x lý bng ging cỏt 3.5 Kt qu mụ hỡnh tớnh toỏn Hỡnh nh li bin dng ca cụng trỡnh sau giai on (hỡnh 3) cho thy xu th chuyn v ca mt ng v mỏi ta luy, vựng chuyn v ng (lỳn) ch yu xy p bờn di lp kt cu mt ng cũn vựng chuyn v ngang ln li xy phớa chõn ta luy ng Hỡnh cho thy s hi t ca chuyn v ngang vựng bờn di chõn ta luy, nguyờn nhõn ca s hi t ny l tỏc dng ca h thng cc vỏn thộp ó lm suy gim chuyn v ngang ca t nn.Giỏ tr chuyn v ngang ln nht ca cc vỏn thộp sau mi giai on u xy ti v trớ nh cc (bng 2), sau giai on thỡ giỏ tr ny l 17.76cm Kt qu tớnh toỏn n nh cho thy h s an ton n nh trt tng th Mfs = 1.532 ó m bo s n nh ca cụng trỡnh 4,6 Nh võy, cụng trỡnh m bo iu kin v n nh, ú vic ỏp dng gii phỏp n nh mỏi ta luy bng h thng cc vỏn thộp SP-IV l hon ton phự hp 192 Tuyn Hi ngh Khoa hc thng niờn nm 2014 ISBN: 978-604-82-1388-6 im quan trc Hỡnh 2: Li bin dng sau giai on Hỡnh 4: Hỡnh nh cụng trỡnh sau c thi cụng n nh mỏi ta luy SO SNH NH GI KT QU TNH TON V QUAN TRC Gii phỏp nghiờn cu v xut trờn ó c ỏp dng vo cụng trỡnh thc t ỏnh giỏ chuyn v ca nh c, im quan trc A, B v C ó c thit lp vi v trớ tng ng nh hỡnh (im A phớa trỏi, im B gia v im C phớa phi) Chuyn v ngang ti v trớ cỏc im quan trc v tớnh toỏn c trỡnh by bng Kt qu ó cho thy, cỏc giai oan u ca quỏ trỡnh thi cụng, kt qu tớnh toỏn rt phự hp vi kt qu quan trc Tuy nhiờn, k t giai on kt qu quan trc v thc t cú s sai lch ln Nguyờn nhõn l do, quỏ trỡnh tớnh toỏn ó mụ phng ti trng giao thụng l tnh ti nhng thc t l hot ti Mt khỏc, thc t tng mc an ton cho cụng trỡnh, cụng tỏc no vột mỏi mng ó khụng c thc hin y nh thit k Ngoi ra, thi gian quan trc, mc nc mng cng cha phi l mc nc thp nht Bng 2: Chuyn v ngang ca nh c Sau giai on Tớnh toỏn (cm) 3.55 8.33 10.21 11.13 15.46 17.76 Kt qu quan trc ti cỏc v trớ (cm) A 3.2 6.6 7.8 8.9 10.1* 10.6 B 4.1 7.5 8.6 9.8 10.9* 11.8 C 3.1 6.1 7.7 8.4 9.4* 9.9 *)Cỏc giỏ tr * l chuyn v ti cỏc im quan trc sau hon thnh cụng trỡnh thỏng (thỏng 7/2014) Giai on Chuyn v ngang (cm) Hỡnh 3: Chuyn v ngang sau giai on Xu th chuyn v ca nh c ti cỏc im quan trc cng cho thy chuyn v ngang ca nh c ang tin dn n giai on n nh (hỡnh 6) Kt qu quan trc cho thy chuyn v ngang ca im B ln hn cỏc v trớ cũn li Nguyờn nhõn l hai im A v C gn phm vi t nún ca cu nờn h thng tng cỏnh u cu ó lm gim ỏp lc t tỏc dng lờn tng c v lm gim chuyn v ngang ca tng c 10 12 Tớnh toỏn 14 im A 16 im B im C 18 20 Hỡnh 5: Chuyn v ngang tớnh toỏn v quan trc ca nh c sau cỏc giai on KT LUN - Khi tớnh toỏn theo phng phỏp PTHH bng phn mm Plaxis thỡ vic la chn v mụ phng cỏc giai on (phase) tớnh toỏn cng nh cỏc thụng s ca mụ hỡnh vt liu l yu t ht sc quan trng - Vic mụ phng tớnh toỏn n nh mỏi ta luy ng cao tc Ni Bi Lo Cai on Km33+190Km33+278 ó cho thy s phự hp gia kt qu tớnh toỏn v quan trc Kt qu thc t ca cụng trỡnh cng ó cho thy s nghiờn cu phự hp v hiu qu ca gii phỏp cụng trỡnh ó xut v c la chn ng dng vo thc t - Trong nhng trng hp iu kin a cht, thy gp nhiu bt li thỡ gii phỏp n nh mỏi ta luy ca ng giao thụng bng c vỏn thộp l mt bin phỏp phự hp v hiu qu 193 ... mái ta luy, vùng chuyển vị đứng (lún) chủ yếu xảy khối đắp bên lớp kết cấu mặt đường vùng chuyển vị ngang lớn lại xảy phía chân ta luy đường Hình cho thấy hội tụ chuyển vị ngang vùng bên chân ta. .. phương pháp PTHH phần mềm Plaxis việc lựa chọn mô giai đoạn (phase) tính toán thông số mô hình vật liệu yếu tố quan trọng - Việc mô tính toán ổn định mái ta luy đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai... công trình đề xuất lựa chọn ứng dụng vào thực tế - Trong trường hợp điều kiện địa chất, thủy văn gặp nhiều bất lợi giải pháp ổn định mái ta luy đường giao thông cừ ván thép biện pháp phù hợp hiệu