Tiểu luận Tính toán công trình ngầm: So sánh mức độ ảnh hưởng của chiều sâu chân tường cừ Larsen và độ cứng thanh chống trong việc giảm chuyển vị ngang khi thi công hố đào sâu, thi công hố đào sâu, tính toán hố đào sâu, biện pháp khắc phục chuyển vị ngang trong thi công hố đào sâu, các biện pháp thi công móng nhà cao tầng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐỊA CƠ NỀN MÓNG … o0o…… BÁO CÁO TIỂU LUẬN TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH NGẦM ĐỀ TÀI SO SÁNH MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU SÂU CHÂN TƯỜNG CỪ LARSEN VÀ ĐỘ CỨNG THANH CHỐNG TRONG VIỆC GIẢM CHUYỂN VỊ NGANG KHI THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU GIẢNG VIÊN : TS ĐỖ THANH HẢI HỌC VIÊN : LÊ TRỌNG THẠCH (1670175) NGUYỄN KHÁNH LÂN (1670171) NGUYỄN MINH TRÍ (1670180) NGUYỄN ĐỨC LÂM (1670042) Tp HCM, tháng 03 năm 2017 ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Mục đích nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Phần TỔNG QUAN Các yếu tố ảnh hưởng chuyển vị ngang tường vây hố đào sâu Các nghiên cứu thực Phần 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH HỐ ĐÀO SÂU 19 GIỚI THIỆU 19 LÝ THUYẾT ÁP LỰC ĐẤT TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG CHẮN 19 TÍNH ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 19 2.3.1 Lý thuyết Morh – Rankine 19 2.3.2 Lý thuyết Coulomb 21 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU CHẮN GIỮ HỐ ĐÀO (PHƯƠNG PHÁP SACCHIPANA – NHẬT) 25 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA TƯỜNG CHẮN 28 a) Kiểm tra ổn định đất móng tường chắn 28 b) Kiểm tra ổn định trượt phẳng tường chắn 29 c) Kiểm tra ổn định lật tường chắn 30 d) Kiểm tra ổn định trượt sâu tường chắn 30 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN (FEM) 30 a) Cơ sở lý thuyết phần mềm Plaxis 31 b) Các mô hình đất 31 NHẬN XÉT PHẦN 39 Phần MÔ PHỎNG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 41 Giới thiệu hố đào: 41 Mục tiêu mô phỏng: 42 Mô hình hố đào: 42 a) Mô tả địa chất: 42 b) Thông số cừ Larsen FSP-III: Phần tử plate 44 c) Thông số cừ chống H400: 400x400x13x21: Phần tử anchor 45 d) Tải trọng thi công xe đào thể tích gàu 0.7m3 45 GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm e) Mô hình hố đào 47 f) Khai báo bước thi công: 48 Kết mô hình: 49 a) Chuyển vị lớn tường cừ: 49 b) Nội lực chống: 52 Phần 5: Nhận xét kết kiến nghị: 53 GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Phần MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Hiện nay, với sách mở cữa, hợp tác với nước khu vực giới làm cho ngành xây dựng ngành kinh tế khác Việt Nam có thay đổi nhanh chóng chất lượng số lượng Nhiều nơi đất nước, đặt biệt thành phố lớn Tp.Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng Hải Phòng, nhà cao tầng xuất nhanh chóng Nhà cao tầng không giải vấn đề nhà cho lượng dân cư ngày đông đúc quỹ đất có hạn cho công tác thương mại mà làm hài hòa kiến trúc thành phố Hầu hết công trình cao tầng có hạng mục công trình ngầm đưa sâu vào lòng đất Tường vây phần thiếu công tác xây dựng công trình ngầm nhằm mục đích ổn định hố đào sâu tránh ảnh hưởng tới công trình lân cận Việc ổn định hố đào sâu đất yếu, đặt biệt Tp Hồ Chí Minh khó khăn chuyển vị ngang tường vây tầng hầm trình thi công thường lớn gây ổn định cho hố đào Việc tìm kiếm giải pháp để khắc phục vấn đề phức tạp không ước lượng xác chuyển vị ngang tường vây Nguyên nhân không xác định xác chiều sâu chân tường vây độ cứng hệ chống hố đào Dựa lý đó, đề tài “So sánh mức độ ảnh hưởng chiều sâu chân tường độ cứng chống việc giảm chuyển vị ngang thi công hố đào sâu” Mục đích nghiên cứu Đánh giá mức độ ảnh hưởng chiều sâu chân tường cừ Larsen độ cứng chống đến chuyển vị ngang tường vây đất yếu cho Hạng mục: Bể xử lý nước thải cho công trình Huyện Bình Chánh, Tp.Hồ Chí Minh; So sánh ảnh hưởng chiều sâu chân tường cừ Larsen độ cứng chống đến chuyển vị ngang đỉnh hố đào Phương pháp nghiên cứu Dùng phương pháp giải tích để tính toán áp lực đất tác dụng lên lưng tường theo lý thuyết Coulomb mối quan hệ áp lực đất - chuyển vị ngang Ngoài nêu ảnh hưởng độ cứng tường chống đến độ sâu chân tường; Phương pháp mô phỏng: Sử phần mềm PLAXIS 2D để mô tính toán chuyển vị ngang tường vây phương pháp phần tử hữu hạn, sử dụng phương pháp phân tích không thoát nước với mô hình Hardening Soil cho lại tường vây với độ cứng khác chiều dài chân tường khác GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Phần TỔNG QUAN Các yếu tố ảnh hưởng chuyển vị ngang tường vây hố đào sâu (Kung 2009): 1.1 Yếu cố cố hữu: Yếu tố địa chất: Tính chất lý đất nền, mực nước ngầm; Tải trọng lân cận: Gây áp lực đáng kể lên tường vây 1.2 Yếu cố liên quan đến thiết kế: Độ cứng độ sâu chân tường; Hình dạng hố đào; Ứng xuất trước hệ chống; Phương pháp gia cố nâng cao khả chịu lực giảm biến dạng đất nền; Phương pháp thi công 1.3 Yếu cố liên quan đến thi công: Biện pháp thi công: Topdown, Semi Topdown, Bottom up; Chiều sâu hố đào; Công tác thi công; Thời gian thi công; Kinh nghiệm thi công Các nghiên cứu thực 2.1 Nước a) Phương pháp thực nghiệm Phương pháp Peck: Thiết lập quan hệ độ lún bề mặt phụ thuộc vào loại đất tay nghề lao động sau: GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Hình Độ lún bề mặt hố đào cho loại đất khác Áp lực đất biểu kiến bán thực nghiệm phát triển bỡi Terzaghi Peck (1967) để dự đoán áp lực lớn chống sảy hố đào có giắng chống sau: Hình Biểu đồ áp lực đất biểu kiến đề xuất bỡi Terzaghi Peck (1967) GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Theo Mana Clough: Trong nghiên cứu Mana Clough (1981) Chuyển vị ngang lớn hệ số an toàn đẩy trồi đáy hố đào sau: Hình Quan hệ chuyển vị ngang lớn hệ số an toàn đẩy trồi đáy hố đào Hệ số an toàn đẩy trồi đáy theo Tezaghi (1943) sau: Hình Hình dạng hố đào thông số cường đất cho hệ số an toàn GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Phương pháp Clough cộng sự: Clough cộng (1989) đề xuất quy trình bán thực nghiệm để ước lượng chuyển vị đào đất sét ứng với chuyển vị ngang lớn tường (hm), hệ số an toàn (FS) độ cứng hệ chống () sau: Với : = EI/(ɣ w.h4) EI : Độ cứng chống uốn đơn vị chiều rộng tường chắn h : Khoảng cách trung bình hệ chống FS : Hệ số an toàn định nghĩa theo Tezaghi (1943) Hình 4: Hình Quan hệ chuyển vị ngang lớn nhất, hệ số an toàn độ cứng hệ chống Dữ liệu Long: Long (2001) phân tích chuyển vị đất cứng sét mềm dựa 296 trường hợp sau: Đối với đất rời, sét cứng Chuyển vị tường không phụ thuộc độ cứng tường, hệ chống loại chống: hm/ H = (0.05 ÷ 0.25) % vm/H = (0 ÷ 0,2) % Đối với sét mềm có hệ số ổn định đáy thấp, chuyển vị ngang lớn nhất: GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm hm/ H = 3,2 % Dữ liệu Moormann: Moormann (2004) thực nghiên cứu với 530 trường hợp tường chắn chuyển vị đất đào đất sét mềm (Cu < 75 kPa) Tác giả đưa chuyển vị ngang lớn (hm) từ 0.5 %H đến 1.0 %H, trung bình 0.87 %H Vị trí chuyển vị ngang lớn từ 0.5 H đến 1.0 H mặt đất Chuyển vị đứng bề mặt đất phía sau tường chắn (vm) từ 0.1%H đến 10 %H, trung bình 1.1 %H Độ lún lớn khoảng cách nhỏ 0.5%H phía sau lưng tường Chuyển vị ngang lớn theo độ sâu theo Moormann (2004) sau: Hình Chuyển vị ngang lớn theo độ sâu theo Moormann (2004) GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Hình Chuyển vị ngang lớn theo độ sâu chuẩn hóa với độ cứng hệ chống theo Moormann (2004) b) Phương pháp số Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Trong FEM, đất chia thành nhiều phần tử nhỏ, phần tử nhỏ kết nối với điểm định trước biên phần tử nhỏ (gọi nút), nút xác định hàm xấp xỉ, giá trị gọi bậc tự phần tử xem ẩn số cần tìm toán; Với phát triển phần mềm Plaxis 1987 Đại học công nghệ Delff – Hà Lan Phiên Plaxis V.1 ban đầu thành lập nhằm mục đích phân tích toán ổn định đê biển đê sông vùng bờ biển thấp Hà Lan Đến năm 1993 Công ty Plaxis BV thành lập từ năm 1998, phần mềm Plaxis xây dựng theo phần tử hữu hạn Phần mềm Plaxis trang bị tính đặc biệt để giải số khía cạnh kết cấu địa kỹ thuật phức tạp Chương trình dùng để tính toán toán mái dốc, hố đào, hầm (tunnel), đường hầm giao thông, đường hào kỹ thuật (collector), đường tàu điện ngầm dạng công trình ngầm khác Không có phương pháp thiết kế tiêu chuẩn để ước lượng chuyển vị đất gây đào sâu Phương pháp hiệu đào hữu dựa qua sát thực nghiệm hay mô số Bỡi tính phức tạp vốn có giai đoạn đào, phương pháp kinh nghiệm dự đoán cách tốt chuyển vị xác đất Ảnh hưởng yếu tố riêng lẻ tách biệt từ liệu thực nghiệm số lượng hữu hạn hố đào điều kiện thi công tương tự Mặc dù nhiều giải pháp số hữu có xu hướng thiết kế đặt biệt sẵn cho thiết kế tổng quát, phương pháp số mô tả lộ trình làm để hiểu đào sâu bao gồm chuyển vị đất Tuy nhiên lựa chọn mô hình thích hợp thông số mô hình câu hỏi quan trọng cho kỹ sư địa kỹ thuật Một vài vấn đề nghiên cứu đất giới thiệu sau: Addenbrooke cộng (2000) thực 30 phân tích hữu hạn phi tuyến hố đào sét cứng không thoát nước Một thông số chuyển vị uốn (EI/h5) thiết kế tường chắn nhiều tầng chống giới thiệu với mở rộng hệ số uốn Rowe (Rowe, 1952) Ảnh hưởng trạng thái ứng xuất ban đầu khác giá trị thay đổi độ cứng chống cho chống đỡ bên đào đề cập Kết chứng minh trạng thái ứng xuất ban đầu, độ cứng chống, hệ thống chống giữ với hệ số chuyển vị uốn tăng đến chuyển vị ngang lớn chuyển vị bề mặt đất điều kiện đào không thoát nước sét cứng Wong, Broms (1989) Goh (1994) sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn mô tả ảnh hưởng hình dạng đào (Chiều rộng, chiều dài, chiều sâu đào) tầng đất cứng, độ cứng tường đến chuyển vị tường vây; GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 10 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm phương pháp tính giải tích Nguyên nhân phương pháp giải tích phức tạp, tốn nhiều thời gian kể đến yếu tố tác động Tuy nhiên kết nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm tác giả góp phần xây dựng, hoàn thiện thuật toán, trình phân tích để kết phân tích từ PTHH tiến sát với giá trị quan trắc thực tế Qua giúp kỹ sư tiết kiệm thời gian thiết kế hố đào sâu GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 40 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Phần MÔ PHỎNG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS Giới thiệu hố đào: Hình 4.1: Mặt thi công: -Hạng mục bể xử lý nước thải nhà máy huyện Bình Chánh -Quy mô 14x40m2, sâu 7m -Phía Đông tiếp giáp đường dây trung thế, phía Nam giáp với hạng mục bồn ô xy hóa lỏng Mặt không đủ thi công đào mở hoàn toàn Sử dụng biện pháp vây cừ Larsen chống kết hợp đào mở -Dùng biện pháp đào kín, vây cừ Larsen FSP-III, hệ chống H400, Kingpost H400, bước chống 2.1m Hình 4.2: Mặt bố trí chống: GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 41 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Mục tiêu mô phỏng: -Tiến hành mô hố đào với chiều sâu cừ khác số hàng chống khác nhau, từ rút nhận xét mức độ ảnh hưởng Số tầng chống Tầng chống Chiều sâu Tầng chống chân cừ 12m KQ1a KQ1b 18m KQ2a KQ2b 24m KQ3a KQ3b Bảng 4.1: trường hợp mô phỏng: Trong đó, cao độ hang chống sau: Trường hợp a tầng chống: • Tầng chống 1: cao độ -1m • Tầng chống 2: cao độ -3m Trường hợp b tầng chống: • Tầng chống 1: cao độ -1m • Tầng chống 2: cao độ -3m • Tầng chống 3: cao độ -4.5m Mô hình hố đào: a) Mô tả địa chất: -Lớp SL (cát san lấp) - chiều dày lớp đất 1.3 – 1.6m -Lớp 1A (sét/sét pha màu xám trắng, xám vàng đôi chỗ xám tro, nâu đen,trạng thái dẻo mềm) - chiều dày lớp đất 1.1 – 1.5m SPT từ 3-4 -Lớp 1B (sét, màu xám xanh đen,trạng thái dẻo mềm) - chiều dày lớp đất 12.1 – 14.5m SPT từ 2-3 GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 42 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm -Lớp 2A (Cát trung thô/cát pha,màu xám đen,xám trắng, kết cấu rời rạc-chặt vừa) chiều dày lớp đất 12.1 – 14.5m SPT từ 11-12 -Lớp 2B (Cát pha,màu xám đen – vàng nâu đỏ,kết cấu chặt vừa) - chiều dày lớp đất 3.7–5.5m SPT từ 11-15 -Lớp 3A (Sét/sét pha,màu xám trắng – xám tro,vàng – vàng nâu,trạng thái dẻo cứng cứng) - chiều dày lớp đất 2.3 – 6.0m SPT từ 11-15 Vật liệu Lớp SL Lớp 1A Lớp 1B Lớp 2A Lớp 2B Lớp 3A Cát Sét Sét Cát Cát Sét HS HS HS HS HS HS Drained Undrained Undrained Drained Drained Undrained Mô hình Trạng thái Chặt vừa Dẻo mềm Dẻo mềm Chặt vừa Chặt vừa Dẻo cứng unsat [kN/m3] 18 17.5 15.03 19.53 19.97 20.1 sat [kN/m3] 18 17.9 15.20 19.97 20.60 20.6 E50 [kN/m2] 20000 4000 2500 35000 40000 25000 Eoed [kN/m2] 20000 6292 4085 35000 40000 25000 Eur [kN/m2] 60000 12000 7500 120000 120000 75000 0.5 1 0.5 0.5 1 15.1 18 4.6 3.3 23.7 [0 ] 30 11.1 10.5 27 31.6 14.5 [0] 0 Rinter 0.7 0.5 0.5 0.7 0.7 0.5 Chiều dày [m] 1.6 12.4 13.5 4.7 3.8 m C [kN/m2] Bảng 4.2: Thông số đầu vào địa chất GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 43 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Hình 4.3: Mặt cắt địa chất hố khoan 26 b) Thông số cừ Larsen FSP-III: Phần tử plate Hình 4.4: Kích thước cừ thông dụng GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 44 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Thông số Giá trị Đơn vị EA 3.91E+7 kN/m EI 1.13E+5 kN/m2/m d 0.168 m w 2.521 kN/m/m 0.15 Bảng 4.3: Thông số đầu vào tường cừ c) Thông số cừ chống H400: 400x400x13x21: Phần tử anchor Thông số Giá trị Đơn vị EA 3.65E+6 kN Lspacing 2.1 m Bảng 4.4: Thông số đầu vào chống d) Tải trọng thi công xe đào thể tích gàu 0.7m3 Mô tả Đơn vị CLG205C Trọng lượng Dung tích gầu Kiểu gầu Bán kính đào lớn Chiều cao đổ vật liệu lớn Vận tốc di chuyển lớn Kích thước Kg m3 mm mm 17000 0.7 Gầu nghịch 9820 6720 km/h 4.6 mmm 9520x3200x3000 (DxRxC) Tốc độ vòng quay Động Model Momen xoắn lớn vòng/phút 11.3 Loại động diezel làm mát nước, xi lanh thẳng hàng, có turbo tăng áp phun trực tiếp Cummin, BT5.9-C N.m/vòng/phút 597/1600 GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 45 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Công suất/vòng quay HP/rpm 145/2100 Dung tích làm việc L 5.9 Lưu lượng dòng cực L/phút 2x207 đại Bơm điều khiển Bơm bánh Motor quay Mpa 25,5 Vòng di chuyển MPa 41,2 Khả leo dốc 35070% Áp suất hệ thủy lực Kg/cm2 294 lớn Hệ thống phanh Motor pittong thủy lực giảm số Cabin Rộng với bốn mặt kính mở rộng tối đa tầm quan sát Bảng 4.5: Thông kỹ thuật máy thi công Chiều dài máy ~4m Tổng trọng lượng máy đầy gầu: 17 + 0.7x1.8 = 18.26 (T) Quy tải phân bố gán vào mô hình: 18.26/ (4.2x2.8) = 1.5 (T/m2) Hình 4.5: Kích thước máy thi công GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 46 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm e) Mô hình hố đào Hình 4.6: Mô hình hố đào điển hình: Hình 4.7: Điều kiên áp lực nước ban đầu: GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 47 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Hình 4.8: Điều kiên áp lực đất ban đầu: f) Khai báo bước thi công: Hố đào tầng chống B1: Thi công cừ B2: Đào 1.6m B3: Thi công hệ shoring cao độ -1m B4: Chạy phase cố kết, thời gian thi công tầng chống ngày (Consolidation Anaslysis (CA)-Time days) B5: Đào tới 4m hạ mực nước ngầm B6: Thi công hệ shoring cao độ -3m B7: Chạy phase cố kết, thời gian thi công tầng chống ngày (CA – days) B8: Đào tới đáy bê tông lót cao độ -7.3m hạ mực nước ngầm Hố đào tầng chống B1: Thi công cừ B2: Đào 1.6m GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 48 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm B3: Thi công hệ shoring cao độ -1m B4: Chạy phase cố kết, thời gian thi công tầng chống ngày (CA – days) B5: Đào tới 4m hạ mực nước ngầm B6: Thi công hệ shoring cao độ -3m B7: Chạy phase cố kết, thời gian thi công tầng chống ngày (CA – days) B8: Đào tới 5m hạ mực nước ngầm B9: Thi công hệ shoring cao độ -4.5m B10: Chạy phase cố kết, thời gian thi công tầng chống ngày (CA – days) B11: Đào tới đáy bê tông lót cao độ -7.3m hạ mực nước ngầm Kết mô hình: a) Chuyển vị lớn tường cừ: Trường hợp tầng chống: STT Bước thi công Chuyển vị mặt đất ds/dp (%) Chuyển vị lớn tường cừ 12m 18m 24m 8.15 6.45 6.47 29.89 30.05 29.8 29.94 30.09 29.83 29.91 30.09 29.83 43.13 52.22 51.34 43.5 52.26 51.39 43.44 52.21 51.32 202.36 119.83 108.72 134.67 101.59 94.04 66.55 84.78 86.50 Bảng 4.6: Chuyển vị tường cừ theo bước thi công: Trong đó: ds/dp tỷ số chuyển vị mặt đất hố đào so với chuyển vị tường cừ GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 49 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Trường hợp tầng chống: Bước thi công STT 10 11 10 11 Chuyển vị mặt đất ds/dp (%) Chuyển vị lớn tường cừ 12m 18m 24m 8.15 6.45 6.47 29.89 30.05 29.8 29.94 30.09 29.83 29.91 30.09 29.83 43.13 52.22 51.34 43.5 52.26 51.39 43.44 52.21 51.32 62.75 56.59 57.87 62.96 56.69 57.95 63.22 56.75 57.96 169.60 97.08 96.26 112.15 81.52 83.19 66.13 83.97 86.42 Bảng 4.7: Chuyển vị tường cừ theo bước thi công: Trong đó: ds/dp tỷ số chuyển vị mặt đất hố đào so với chuyển vị tường cừ a) b) Hình 4.9: Chuyển vị tường cừ 12m, a) tầng chống, b) tầng chống GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 50 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm a) b) Hình 4.10: Chuyển vị tường cừ 18m, a) tầng chống, b) tầng chống a) b) Hình 4.11: Chuyển vị tường cừ 24m, a) tầng chống, b) tầng chống GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 51 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Số tầng chống Tầng chống (mm) Tầng chống (mm) Ghi 12m 202.36 169.6 -16.19 18m 119.83 97.08 -18.99 24m 108.72 96.26 -11.46 -40.78 -42.76 -9.27 -0.84 Tường cừ dài Ghi (-) Giảm Bảng 4.8: Bảng tổng hợp chuyển vị tường cừ phase cuối b) Nội lực chống: Trường hợp tầng chống: Hàng chống số Nội lực hàng chống tường cừ (kN/m) 12m 18m 24m 312.4 198.4 166.9 -807.9 -667.9 -613.4 Trường hợp tầng chống: Hàng chống số Nội lực hàng chống tường cừ (kN/m) 12m 18m 24m 74.02 48.15 47.62 -37.66 -73.97 -186.4 -576.9 -494.5 -339.8 GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 52 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Phần 5: Nhận xét kết kiến nghị: a) Nhận xét: -Đối với chuyển vị bước thi công: +Chuyển vị bước thi công đào tới code cuối lớn nhất, hàng chống chịu lực lớn +Về thời gian thi công, trường hợp này, thời gian thi công tương đối ngắn (Thi công tầng chống ngày) Trong đó, lớp đất chủ yếu hố đào 1B có hệ số thấm tương đối bé: 6.825E-5 m/day Do đó, áp lực nước lỗ rổng tiêu tán không đáng kể, chuyển vị gia tăng từ 0.03->0.05mm bé +Trong thực tế, công tác hạ mực nước ngầm trước đợt đào đất vô cung quan trọng Trong mô hình trên, mỗ đợt đào hạ mực nước ngầm Trong trường hợp không hạ, áp lực nước sau tường chắn gia tăng, gây phát sinh thêm nội lực cho tường cừ, chống gia tăng chuyển vị Mô hình thực tế không đảm bảo - Về chuyển vị trường hợp khác nhau: Số tầng chống khác nhau: +Việc tăng số tầng vị trí hợp lý giúp giảm đáng kể chuyển vị tường cừ (Từ 1620%) ảnh hưởng số tầng chống giống trường hợp chiều dài tương cừ khác Tuy nhiên, ảnh hưởng tầng chống có giới hạn, đơn cử mô hình này: Chuyển vị lớn tường cừ không nằm vị trí chống mà vị trí lớp đất yếu đáy hố đào (Xem hình dưới) Hình 5.1: Hình dạng chuyển vị hố đào điển hình +Nội lực phát sinh hệ chống cần xem xét hợp lý Nội lực kéo nén (Trong ví dụ tầng chống chịu ứng suất kéo) Ta nhân thấy, nội lực chống mang dấu + hay - phụ thuộc vào hình dáng chuyển vị tường cừ: Khi mà chân tường cừ có xu hướng chuyển vị vào hố đào dẫn đến đầu tường hướng xa phát sinh lực kéo lên tầng chống phía Điều thể rõ trường hợp cừ dài 12m, lực kéo trường hợp lơn nhất: 312.4 kN/m (Xem hình dưới) GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 53 / 54 Thực hiện: Nhóm ĐH Bách Khoa Tp.HCM Thuyết minh Tiểu luận Môn học Tính toán Công trình ngầm Hình 5.2: Chuyển vị tường cừ ảnh hưởng đến dấu nội lực chống (tường cừ dài 12m) Chiều dài cừ khác nhau: +Với tường cừ dài 12m, chiều sâu ngầm chân cừ không đủ Chân cừ chuyển vị lớn Cừ bị dịch chuyển, Umax= 170 đến 200mm Trong trường hợp không đảm bảo điều kiên ổn định +Với tường cừ dài 18m, chiều sâu chân cừ đủ độ ngàm Chân cừ chuyển vị Chuyển vị giảm đáng kể so với trường hợp 12m, giảm khoảng 90mm (40%) +với tường cừ dài 24m, chiều sâu chân cừ dư độ ngàm Chuyển vị giảm không đáng kể so với trường hợp 18m, giảm khoảng 10mm (9%) - Mối quan hệ chuyển vị mặt đất xung quanh hố đào chuyển vị tường cừ: Trừ trường hợp chạy chân tường trường hợp cừ dài 12m ds/dp 66%, trường hợp tường cừu đủ độ ngàm có mối quan hệ ds/dp 85% Xem bảng chuyển vị bước thi công mục 4.1 Kiến nghị: - Đối với toán hố đào, thi công hạ mực nước ngầm trước bước đào quan trọng, ảnh hưởng đáng kể đến nội lực biến dạng - Tầng chống phát huy tác dụng giảm chuyển vị ngang hố đào đặt vị trí hợp lý Ảnh hưởng có giới hạn - Chiều sâu tường cừ ảnh hưởng lớn đến chuyển vị ngang Có chiều sâu tường tối ưu, tăng chiều sâu tường cừ qua chiều sâu tối ưu, chuyển vị ngang giảm không đáng kể Trong ví dụ này, chiều dài tối ưu 21m - Nội lực chống kéo hay nén phụ thuộc vào biến dạng tương chắn Cần có biên pháp liên kết chống phù hợp với nội lực - Quan hệ chuyển vị mặt đất quanh hố đào chuyển vị tường cừ 85% GVHD: TS Đỗ Thanh Hải Trang 54 / 54 Thực hiện: Nhóm ... 18 m, chiều sâu hố đào lớn 15,8m, công trình sử dụng hệ chống tạm có kích tải Trình tự thi công tầng hầm công tầng hầm công trình thực sau: Hình 10 Trình tự thi công đào đất lắp đặt hệ chống GVHD:... hạn cho công tác thương mại mà làm hài hòa kiến trúc thành phố Hầu hết công trình cao tầng có hạng mục công trình ngầm đưa sâu vào lòng đất Tường vây phần thiếu công tác xây dựng công trình ngầm... pháp thi công 1.3 Yếu cố liên quan đến thi công: Biện pháp thi công: Topdown, Semi Topdown, Bottom up; Chiều sâu hố đào; Công tác thi công; Thời gian thi công; Kinh nghiệm thi công Các