by
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
HUTECH University
NGUYEN NGQC THAO HIEN
NGHIEN CUU UNG DUNG NEO PHUT
VỮA XI MANG CHO TUONG VAY TANG HAM
VA CONG TRINH THI CONG DUONG SAT METRO TUYEN SO 1
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành : Kỹ thuật XD công trình dân dụng và công nghiệp
Mã ngành : 60580208
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM Mu A Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Thành Đạt Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP.HCM ngàyZ4 tháng9/ năm 201 5 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 | TS Nguyễn Quốc Hùng Chủ tịch
2 | PGS.TS Dương Hồng Tham Phản biện 1
3 | TS Truong Quang Thanh Phan bién 2
4 | TS Dao Dinh Nhan Uy vién
Trang 3TP.HCM, ngay ~S thang US nam 2014
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Ngọc Thảo Hiền Giới tính : Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 28-09-1982 Nơi sinh : Đồng Tháp Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trinh DD va CN MSHV : 1241870010
I-Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng neo phụt vữa xi măng cho tường vây tầng hằm và
công trình thi công đường sắt metro tuyến số I
II- Nhiệm vụ và nội dung:
Chương 1: Tổng quan về neo phụt vữa xi măng cho tường vây tang ham va công trình thi công đường sắt metro tuyến số |
Chương 2: Lý thuyết tính toán
Chương 3: Ví dụ tính toán
Kết luận và hướng phát triển
Trang 4LOI CAM DOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả
nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nao khác
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc Học viên thực hiện Luận văn
Trang 5LỜI CÁM ƠN
Trước tiên, tôi xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành đến quí Thầy Cô Trường Đại
học Công nghệ Tp.HCM đã giúp đỡ và chỉ dẫn tận tình, hữu ích trong suốt quá trình học
tập cũng như tiến hành làm luận văn
Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã gặp không ít khó khăn trong việc tiếp cận
những kiến thức mới và phương hướng giải quyết những khó khăn trong đề tài Nhưng
nhờ sự quan tâm giúp đỡ tận tình và những kiến thức quý báu của thây TS Nguyễn
Thành Đạt, mà tôi đã nắm bắt được kiến thức và hoàn thành luận văn này Tôi xin trân
trọng và bay tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thay
Xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp, gia đình và những người thân đã luôn
khuyến khích, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình
học tập và thực hiện đề tài
Xin tran trong cám ơn!
Trang 6TOM TAT
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế xã hội, Việt Nam đã và dang đầu tư rất nhiều vào cơ sở hạ tầng như: đường giao thông, công trình ngầm, đường hầm, bãi đỗ xe Bên cạnh đó nhiều công trình cao tầng được xây dựng Để đảm bảo an toàn và én
định cho thi công công trình cũng như các công trình lân cận thì công nghệ thi công là mục tiêu được quan tâm hàng đầu
Ngày nay, công nghệ thi công neo phụt vữa xi măng được áp dụng rộng rãi trên thé
giới bởi những ưu điểm mà nó mang lại như: tăng sự ổn định của mái đốc, giữ ôn định tường vây khi thi công đào đất, không cần sử dụng hệ thống giằng chéo, đễ điều chỉnh độ sâu và góc nghiêng của neo, kinh tế hơn so với các phương pháp khác Đề tài nghiên
cứu “ Nghiên cứu ứng dụng neo phụt vữa xi măng cho tường vây tầng hầm và công trình
thi công đường sắt metro tuyến số 1” nhằm mục đích giúp cho người thiết kế lựa chọn các thông số neo hợp lý để góp phần nâng cao hiện quả mà phương pháp neo mang lại khi sử dụng tại Tp.HCM
Bằng mô hình Mohr-Coulomb ứng xử của đất nền được mô phỏng thông qua phần mềm Plaxis 2D và 3D để giải quyết các bài toán liên quan đến các thông số của neo như:
- _ Tường vây có neo và không neo
- Thay đổi chiều dai neo
- _ Thay đổi tải trọng tác dung
- _ Thay đổi bước neo theo phương ngang và phương đứng
- _ Thay đổi góc neo - _ Thay đổi địa chất
Từ những trường hợp trên ta sẽ lựa chọn những thông số hợp lý nhất dé xét đến
ảnh hưởng của neo đối với tường vây
Kết quả tính toán cho thấy khi sử đụng neo phụt vữa xi măng để tăng cường độ ồn
định cho tường vây thì mômen và chuyển vị của tường sẽ giảm đáng kế Tuy nhiên khi
tính toán cần chú ý chiều dài neo, bước neo phù hợp, góc neo hợp lý Chính vì thế khi
thiết kế neo phụt vữa xi măng cho tường vây cần phải quan tâm đến chiều dài neo, bước
Trang 7ABSTRACT
Together with the development of social economy, Vietnam has invested heavily in infrastructures such as road, underground, tunnel, car park Besides, many high-rise
buildings under construction To ensure safe and stable construction as well as the neighboring buildings, the construction technology is targeted to be of primary concern
Today, construction technology of cement grouting anchor is widely used in the
world because of the advantages it brings, such as increasing the stability of the slope,
stabilizing the diaphragm walled construction when excavation, not need to use cross-
bracing system, easy to adjust the angle and depth of the anchor, more economical than
other methods The research project "Research and application of grouting cement
anchors for diaphragm walls and basement construction of metro rail line 1" aims to help designers select the appropriate parameters to contribute improve the efficiency that bring the method used in HCMC
By Mohr-Coulomb modeling the behavior of the ground is simulated through
Plaxis 2D and 3D softwares to solve the problems related to the parameters of the anchor as:
- Wall anchor fins and no anchor - Change the length of the anchor - Change the load effect
- Change the neo-step horizontal and vertical - Changing the angle of the anchor
- Geological changes
From these above cases, we will choose the most appropriate parameters to consider the influence of the anchor for the diaphragm
The calculation results show that the use of anchor grouting cement to enhance
stability to the diaphragm displacement of the wall and torque is greatly reduced However, when calculating note length anchor, anchor appropriate steps, neo angle
reasonable Therefore, when designing cement grouting anchor for diaphragm should
Trang 8MỤC LỤC E909) ,.6:07 00077 6 i 09/9) 07 ii ị) niợNắ,"g ÔỎ iii \ 0.7.0 ĐỒ ÔÔÔÔÔÔ iv 119000 17 Ó v DANH MỤC BẢNG BIỀU - <- 5< eerxerereerererrbrkiekserarrasrsanasssee viii DANH MUC HINH ANH ssccssssssscssscovsonesssvsossnsavecsssssnessusssnesenserseseansensenseens ix 087407012157 01 CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE NEO PHỤT VỮA XI MĂNG CHO TƯỜNG VÂY TÀNG HÀM VÀ CƠNG TRÌNH THỊ CƠNG ĐƯỜNG SÁT METRO
¡0n 8 ¡1m 04
1.1 Tổng quan về tường chăn 0 04
1.1.1 Phân loại tường chắn đất cv t2 th reo 04
1.1.1.1 Theo điều kiện chịu lực -: 25-55 Ss 2tr3 212 E1 Hee 04 1.1.1.2 Theo chiều cao của tường ch nh HH0 H11 rrrrrie 04
1.1.1.3 Theo vật liệu - cạnh nh n cọ Tá Kế nà Ki ti 05
1.1.1.4 Theo điều kiện thi công .- cà HS Tnhh Hee 05 1.1.1.5 Theo nguyên tắc làm viỆC cọ HH nhe 05
1.1.2 Ôn định tường chắn cọ nh He nhhoưn 05
1.1.2.1 Ôn định trượt ở đáy móng TQ Đn TS SH Tnhh kg 05
1.1.2.2 Ôn định trượt ở đáy móng cọ nhe nhhhoehreo 06
1.1.2.3 Ôn định lật Q2 c2 nghe nhàn 06
1.1.2.4 Ôn định kết cấu thân tường nọ nen Hee nhe 07
1.1.3 Một số loại áp lực đất lên tường chắn -:- sành 07
BI n ° 1 “3a Ố 08
1.1.5 Cọc xi măng đất à cà SỈ se he nhe he seereeeeeeerreres TÔ
1.1.6 Neo phụt vữa xi mãng -.-.- nh nen nh nh né nh kh nh he Hàn th 10 1.2 Chọn phương án gia CỐ LL chen ng vn 12 1.3 Téng quan vé nh nen 13
ma 14
Trang 9im: an 15 1.4 Phân tích sử dụng neo trong đất cv cv 16
1.5 Phương pháp thi công neo phụt vữa xi măng - cành 17
CHƯƠNG 2: LÝ THUYÉT TÍNH TỐN - eo ccereetisrrrrirrrrarsirnnnee 21
2.1 _ Phương pháp thủ công cchehhHeiHeHere Hee 21
2.1.1 Những nguyên tắc chung c2 sthttrHrHrerre 21
2.1.2 Lý thuyết về sức chịu của neo phụt và ồn định của tường chắn 23
2.1.3 Tính sức chi cỦa De€O SH như HHHH H141 0 Tre 25
2.1.4 Xác định chiều đài bầu neo Lụ, -:-cc-scc ti 26
2.1.5 Xác định khoảng cách các neo ch HH HH an 32
2.2 Mô hình đàn hồi tuyến tính -¿ 5- 55c re 32
2.3 Mô hình Mohr — Coulomb 26:2 Stttttsrrrrtrtrrrrrrrrre 34
2.4 M6 hinh Hardening — SoiÌ: Sàn HH HH tr He 36 2.5 na na 38 2.6 Lựa chọ mô hình tính toán - ác chen Hư he kh hệ 39 2.7 Phương pháp số Sàn HH re 39 2.7.1 Phạm vi áp ụng -.- ccnnnn nen kh nh kh hh nhe he Hành nh te 39 2.7.2 Mô hình được thiết lập sẵn trong Plaxis 8.2 - cành 40 CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TO ÁN -2-° -sekecezresererrrirtrrnrnnrrssee 41 3.1 Giới thiệu dự án xây dựng đường sắt đô thị TPHCM tuyến Bến Thành — Suối 6n S0 41 3.2 Mô hình tính toán bằng phần mềm Plaxis 5 o2 S5ccrieerrrrrrrrrrrree 44
3.2.1 Mô hình bài toán - Lcn L2 2n vn nàn Tnhh nhe ườ 44
3.2.2 Bài toán 1: Phân tích ảnh hưởng khi hố đảo không chịu tải trọng tác dụng trên
than HO 50
3.2.3 Bai toán 2: Phân tích ảnh hưởng khi hố đào chịu tải trọng tác dụng q= 5kN/m”
trên thành hố đào s22 9E 272 1.11 211 11 pH He 58
3.2.4 Bài toán 3: Phân tích ảnh hưởng khi hé dao chiu tai trong tac dung q= 10kN/m?
tr€n thanh h6 JE 65
3.2.5 Bài toán 4: Phân tích ảnh hưởng khi hố đào chịu tải trọng tác dụng 10kN/m?
Trang 103.2.6 Bai toán 5: Phân tích ảnh hưởng khi hé dao chin tai trong tac dung 10kN/m’
trên thành hố có sử dụng 3 hàng neo và 5 hàng neo và thay đổi bước neo, góc
neo 15 độ, chiều dài neo 3Ũm 22 tEhhtrrhrirrerre 77
3.2.7 Bài toán 6: Phân tích ảnh hưởng khi hồ thay đổi chiều dài neo 93 3.2.8 Bai toán 7: Phân tích ảnh hưởng khi hồ thay đổi góc neo với chiều đài neo
3.3 Thay đổi giá trị của lực dính và góc ma sắt trong . -: sec 122
3.3.1 Bài toán 1: Phân tích ảnh hưởng khi hỗ đảo chịu tải trọng tác dụng 10kN/m” trên thành hồ có sử dụng 3 hàng neo và 5 hàng neo bước neo 1,0m góc neo 15 độ chiều
dài neo 11m và thay đổi địa chất sáo hnntrhrrree 122
3.3.2 Bài toán 2: Phân tích ảnh hưởng khi chiều dài neo 11m góc neo 25 độ thay đổi
địa chất ch HH HH2 H.etmHirrniiiriie 124
3.4 — Bài toán phân tích ảnh hưởng khi hố đào chịu tải trọng tác dung 10kN/m’,
chiều đài neo 11m, góc neo 25 độ, khoảng cách neo 2m, bước neo Im bằng phần
mềm Plaxis 2D 222 nọ nh HH HH th He tt 125
3.5 Bài toán phân tích ảnh hưởng khi hố đào chịu tải trọng tác dụng 10kN/mỶ,
chiều dài neo 11m, góc neo 25 độ, khoảng cách neo 2m, bước neo Ìm bằng phan
Trang 11DANH MUC BANG BIEU
Bảng 3.1 : Thong 86 dia Chat .c.ccccscccssecsseesssenseesnsesstesutsssnecsessissssneseessessnensuecauecenss 44
Bảng 3.2: Các đặc trưng của tường BTCT liên tục trong 0m 46
Bảng 3.3: Các đặc trưng của đoạn chiều dài không liên kết -ooe- 47 Bảng 3.4: Các đặc trưng của đoạn chiều dài liên kết coi 47
Bang 3.5 : Bang tong hợp chiều dày tường, chiều sâu đào, mômen và chuyển vị của
TƯỜN Tà T40 HH HH Hi HH H111 111171111218K 111111117127 11c 66
Bảng 3.8: Bảng tổng hợp mômen và chuyên vị của tường cceeenieeerriee 74
Bang 3.9 : Bảng tong hop mémen va chuyển vị của tường -ccccceesrieo 77
Bang 3.10: Bảng tổng hợp mômen và chuyên vị của tường - co 93
Bảng 3.11: Bảng tổng hợp mômen và chuyển vị của tường . cccece 108
Bảng 3.12: Thông số địa chất 0 tt H22 21.21211 ee 122
Bảng 3.13: Bảng tông hợp mômen và chuyển vị của tường .- -. c-cc-cec 123 Bang 3.14: Bang tong hop mémen va chuyển vị của tường .- -+ccccccs 124
Bảng 3.15: Thông số địa chất tt re 125
Bảng 3.16: Thông số địa chất - + nền 1e 128
Trang 12DANH MỤC HÌNH ANH
Hình 1.1: Tường chắn trọng lực ¿22222 xe 4 Hình 1.2: Một số dạng tường chắn trong lực khác c-cnneehHrrerere 5
Hình 1.3: Áp lực đất tác dụng lên tường - ¿50c tre 6
Hình 1.4: Cung trượt của tƯỜng - nàn HH H2 112 1 tk kh hi 6
Hình 1.5: Áp lực đất tác dụng lên tường 52th, 2m re 6
Hình 1.6: Áp lực đất tác dụng lên tường -¿ sọ ưưe 7
Hình 1.7: Sự thay đổi áp lực ngang của đất theo độ dịch chuyển của vật chắn 8
Hình 1.8: Giữ thành hố đào bằng tường cừ thép (Nguyễn Đình Sơn) - 9
Hình 1.9: Coc vay sau khi đào đất -ccc th HnH He 10
Hình 1.10: Hệ neo ngầm (Nguyễn Đình Sơn) co theo 11
Hình 1.11: Các bộ phận cơ bản của hệ neo (Nguyễn Đình Sơn) 11 Hình 1.12: Neo phụt (Nguyễn Đình Sơn) óc SH HHHrrrrrre 12
Hinh 1.13: May tao 9 6T n 14
Hình 1.14: Chi tiết đầu neo :- 222 22h TT HH1 hư 15
Hình 1.15: Các giải pháp kết cấu bầu neo: sọ rre 15
Hình 1.16: Khoan lỗ tường chắn ¿+ +2 S221 me 17
Hình 1.17: Khoan lỗ trong đất - - tt 2 HH HH 10112 Herườ 18 Hình 1.18: Một đoạn ống tạo neo và cấu tạo van chặn occnieneireeerre 18
Hinh 1.19: Ludn cap tg WiC 8n 19
;i 1000041 ee 20 Hình 1.21: Cắt dọc, cắt ngang neo - - ¡L2 y2 292211011 110211 ri 20
Hình 2.1: Vị trí của bầu neo đối với cung trượt - c-cccetrerrerirrerieee 21
Hình 2.2: Cân bằng của các lực ngang tác đụng vào tường chẵn -.-ccccsccsse2 22
Hinh 2.3: 020: 1 n6 22
Hình 2.4: Đối với đất dính s2 2 nh HH HH He 23
Hình 2.5: Xác định sức chịu của neo R bằng phương pháp đồ giải 23 Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo neo - cà se cọc 3S TK E211717112121111121101111111111111 111 xe 25
Hình 2.7: Diện tích mặt dương bầu neo :- tt te HH gườc 26
si: R.EHdtầẳẢỶ 26
Hình 2.8: Kích thước thanh neo c1 2n S3 ST vn HH khe 26
Trang 13Hình 2.12: Đá vôi phong hóa hoạc mảnh vụn cà eeehehhrrrrrreriierie 31 Hình.2.14: Mặt chảy đẻo Mohr-Coulomb trong không gian ứng suất chính 34 Hình 2.15 : Mô hình đẻo lý tưởng - Ánh Hư 35
Hình 2.16 : Cách xác định Eso trong thí nghiệm rién 3 trục -ccenieeee 35 Hình 2.17 : Cách xác định E„ trong thí nghiệm nén 3 trục .-c-ằhnie 37
Hình 2.18 : Cách xác định E,„¿*Ÿ trong thí nghiệm nén cố kết 7-: 37
Hình 2.19 : Biên đường cong mô hình đất yếu trong không gian ứng suất chính 38
Hình 2.20: Mặt cắt ngang hồ đào - ch nhìn tre 40
Hình 3.1: Hình trụ lỗ khoan địa chất công trình cntnnrriraerrrrie 42
Hình 3.2 Sơ đồ tuyến mêtro Bến Thành — Suối Tiên -ccc+ccsrierrieerriee 43 Hình 3.3 : Mặt cắt ngang hồ đào cà tình 222221 45 Hình 3.4: Biểu đồ momen và chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 7 theo mô hình Mohr-Coulomb 178.8 50 Hình 3.5: Biểu đề chuyên vị ngang và mô men của tường khi thay đổi chiều dày tường Là TH KH HH TH HH TH H121 11 11 TT H01 hờn HH 11 52 Hình 3.6: Biểu đồ ứng suất ơ,„ khi chiều dày tường là 0,3m -cccccc 52 Hình 3.7: Biểu đồ ứng suất ơyy khi chiều dày tường là 0,3m -.e 52 Hình 3.8: Biểu đồ ứng suất øzz khi chiều dày tường là 0,3m -cccce- 53 Hình 3.9: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dày tường là 0,5m -: + 53 Hình 3.10 : Biểu đồ ứng suất ø„y khi chiều dày tường là 0,5m 53
Hinh 3.11: Biéu dé img suat o,, khi chiều dày tường là 0,5m + -se- 54
Hình 3.12: Biểu đồ ứng suất ơ,„ khi chiều đày tường là 0,7m :-. -c se 54 Hình 3.13: Biéu dé img suat o,, khi chiéu day tường 18 0,7m cece eee 54 Hinh3.14 : Biểu đỗ ứng suất o,, khi chiều dày tường là 0,7m - : 55 Hình 3.15: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dày tường là 1,0m - 55 Hình 3.16: Biéu dé img suat oy, khi chiều dày tường là 1,0m - .-e 55
Hinh 3.17: Biểu đồ ứng suất øzz khi chiều day tudng 14 1,0 cesses eens 56
Hình 3.18: Biểu đồ quan hệ chiều sâu hồ đào và chiều dày tường - 56
Trang 14Hình 3.20: Biểu đồ quan hệ chiều dày tường và chuyển vị . c-c-cccccree 57
Hình 3.21: Biểu đồ chuyển vị ngang và mô men của tường khi thay đôi chiều day
0272117 ốốốcc 59
Hình 3.22: Biểu đỗ ứng suất ơ„„ khi chiều dày tường là 0,3m cà 60 Hình 3.23: Biểu đồ ứng suất ơyy khi chiều dày tường là 0,3m ~ 60 Hình 3.24: Biểu đồ ứng suất ơ,; khi chiều dày tường là 0,3m - - 60
Hình 3.25: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dày tường là 0,5m - co 61
Hình 3.26: Biểu đồ ứng suất ơ„y khi chiều dày tường là 0,5m e- 61 Hình 3.27: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi chiều dày tường là 0,5m : 61 Hình 3.28: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dày tường là 0,7m - cceccee 62 Hình 3.29: Biểu đồ ứng suất øyy khi chiều dày tường là 0,7m cscse 62 Hình 3.30: Biểu đỗ ứng suất ø„; khi chiều dày tường là 0,7m - c2 62 Hình 3.31: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dày tường là 1,Úm .- co 63 Hình 3.32: Biểu đồ ứng suất ơ„y khi chiều dày tường là 1,m -.-: : 63 Hình 3.33: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi chiều dày tường là 1,0m 63 Hình 3.34: Biểu đồ quan hệ chiều sâu hố đào và chiều dày tường - - - 64 Hình 3.35: Biểu đồ quan hệ chiều đày tường và mô men -: sec sec 64 Hình 3.36: Biểu đồ quan hệ chiều dày tường và chuyền vị cccccccree 65
Hình 3.37: Biểu đồ chuyển vị ngang và mô men của tường khi thay đối chiều đày "0.117 67
Trang 15Hình 3.48: Biểu đồ ứng suất ø„y khi chiều day tường là 1,0m - - 71
Hình 3.49: Biểu đồ ứng suất ø„; khi chiều dày tường là 1,0m -: -› 71
Hình 3.50: Biểu đồ quan hệ chiều sâu hỗ đào và chiều đày tường -.-. 72
Hình 3.51: Biểu đồ quan hệ chiều dày tường và mô men + ccierssrn 72 Hình 3.52: Biểu dé quan hệ chiều dày tường và chuyển vị cccccieecie 73 Hình 3.53 : Biểu đồ chuyển vị ngang và mô men của tường khi thay đổi số hàng neo 74 Hình 3.54: Biểu đồ ứng suất ơ,„ khi gia cố 3 hàng neo -cssnenneeierireriie 75 Hình 3.55: Biểu đồ ứng suất Øyy khi gia cố 3 hàng neo + cty 75 Hình 3.56: Biểu đồ ứng suất ø;; khi gia cô 3 hàng neo -cc co 75 Hình 3.57: Biểu đồ ứng suất ø,„ khi gia cố 5 hàng neo -ceererrirrrrrrrree 76 Hình 3.58: Biểu đồ ứng suất ơyy khi gia cố 5 hàng neo . cà neteirrrriee 76 Hình 3.59: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi gia cô 5 hàng neo - co ceceriererree 76 Hình 3.60 : Biểu đồ chuyển vị ngang và mô men của tường khi thay đổi số bước neo 80 Hình 3.61: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi gia cô 3 hàng neo bước neo 1,0m 81
Hình 3.62: Biểu đồ ứng suất ø„y khi gia cé 3 hàng neo bước neo 1,0m 81
Hình 3.63: Biểu đồ ứng suất ø„; khi gia cố 3 hàng neo bước neo 1,0m 81
Hình 3.64: Biểu đồ ứng suất ø„„ khi gia cố 3 hàng neo bước neo 1,5m 82
Hình 3.65: Biểu đồ ứng suất ơ,y khi gia cố 3 hảng neo bước neo 1,5m 82
Hình 3.66: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi gia có 3 hàng neo bước neo 1,5m 82
Hình 3.67: Biểu đồ ứng suất o,, khi gia có 3 hàng neo bước neo 2,0m 83
Hình 3.68: Biểu đổ ứng suất ø„y khi gia cố 3 hàng neo bước neo 2,0m - 83
Hình 3.69: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi gia cố 3 hàng neo bước neo 2,m 83
Hình 3.70: Biểu đồ ứng suất ơø„„ khi gia cố 3 hàng neo bước neo 2,5m - 84
Hình 3.71: Biểu đề ứng suất ơyy khi gia cố 3 hàng neo bước neo 2,5m - 84
Hình 3.72: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi gia cố 3 hàng neo bước neo 2,5m 84
Hình 3.73: Biểu đồ ứng suất ơ,„ khi gia cố 3 hàng neo bước neo 3,m 85
Hình 3.74: Biểu đồ ứng suất ơ„, khi gia cố 3 hàng neo bước neo 3,0m - 85
Hình 3.75: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi gia cỗ 3 hàng neo bước neo 3,0m 85
Hình 3.67: Biểu đồ ứng suất ơ,„ khi gia cô 5 hàng neo bước neo 1,Ũm - 86
Trang 16Hình 3.78: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi gia cô 5 hàng neo bước neo 1,0m 86
Hình 3.79: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi gia cô 5 hàng neo bước neo l,5m 87
Hinh 3.80: Biéu dé img suat Øyy khi gia cố 5 hàng neo bước neo 1,5m §7
Hình 3.81: Biểu đỗ ứng suất ơ„„ khi gia cố 5 hàng neo bước neo l,5m 87
Hình 3.82: Biểu đồ ứng suất o,, khi gia cố 5 hàng neo bước neo 2,Ũm - 88
Hình 3.83 : Biểu đồ ứng suất Øyy khi gia cố 5 hàng neo bước neo 2,0m 88
Hình 3.84 : Biểu đồ ứng suất ø„ khi gia có 5 hàng neo bước neo 2,0m 88
Hình 3.85 : Biểu đồ ứng suat o,, khi gia cố 5 hàng neo bước neo 2,5m - 89
Hình 3.86: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi gia cố 5 hàng neo bước neo 2,5m 89
Hình 3.87: Biểu đồ ứng suất ơ„ khi gia cỗ 5 hàng neo bước neo 2,5m 89
Hình 3.88: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi gia cố 5 hàng neo bước neo 3,0m - 90
Hình 3.89: Biểu đồ ứng suất øyy khi gia cô 5 hàng neo bước neo 3,0m 90
Hình 3.90: Biểu đồ ứng suất ơ;„ khi gia cố 5 hàng neo bước neo 3,0m 90
Hình 3.91 : Biểu đồ quan hệ bước neo và mô men khi sử dụng 3 hàng neo 9]
Hình 3.92: Biểu đồ quan hệ bước neo và chuyên vị khi sử dụng 3 hàng neo 9Ị Hình 3.93: Biểu đồ quan hệ bước neo và mô men khi sử dụng 5 hàng neo 92
Hình3.94 : Biểu đồ quan hệ bước neo và chuyển vị khi sử dụng 5 hàng neo 92
Hình 3.95: Biểu đồ chuyển vị ngang và mô men của tường khi thay đổi chiều dài neo vecssusenssuucsuscesessussayesavssusesssssucssssesscsusessscsavassecsuecsuecsuessucqressaeeneesensstessacsseseneesnensnseeseesy 96 Hình 3.96: Biểu đồ ứng suất 6,, khi chiều đài neo 2,Ũm ctticseiirrrree 97
Hình 397.: Biêu đồ ứng suất ø„„ khi chiều dài neo 2,Ũm -.cccccieeeiiree 97
Hình 3.98: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi chiều dải neo 2,Ôm - coi 97 Hình 3.99: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dài neo 3,0m cccieerirrre 98
Hình 3.100: Biểu đồ ứng suất o,, khi chiều dài neo 3,0m -ccccccsrie 98
Hình 3.101: Biểu đồ ứng suất ơ,; khi chiều đài neo 3,0m co ietre 98 Hình 3.102: Biển đỗ ứng suất ơ,„ khi chiều đài neo 4,Öm -ccccecciiereree 99
Hình 3.103: Biểu đồ ứng suất ø„„ khi chiều đài neo 4,Ôm cscccciieeerree 90
Hình 3.104: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dài neo 4,Úm cccceccrerree 99 Hinh 3.105: Biéu dé img suat ø„„ khi chiều dải neo 5,Ũm 5c cv 100
Trang 17Hình 3.107 Hình 3.108: Hình 3.109: Hình 3.110: Hình 3.111: Hình 3.112: Hình 3.113: Hình 3.114: Hình 3.115: Hình 3.116: Hình 3.117: Hình 3.118: Hình 3.119: Hình 3.120: Hình 3.121: Hình 3.122: Hình 3.123 Hình 3.124: Hình 3.125: Hình 3.126: Hình 3.127: Hình 3.128: Hình 3.129: Hình 3.130: Hình 3.131: Hình 3.132: Hình 3.133: Hình 3.134: Hình 3.135: Hình 3.136:
: Biểu đồ ứng suất ø„ khi chiều đài neo 5,0m .-csccsscccs 100
Biểu đồ ứng suất ø„„ khi chiều đài neo 6,m cv cierire 101
Biểu dé ứng suất ø„y khi chiều đài neo 6,0m coi 101
Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dài neo 6,0m e 101
Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dài neo 7,Ũm ccccccccrevee 102
Biểu đồ ứng suất øyy khi chiều dài neo 7,Ôm cccccceesren 102
Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều đài neo 7,Ũm ccccceceerrrrer 102 Biểu đồ ứng suất ơ,„ khi chiều đải neo 8,0m - -ceeesriee 103
Biểu đồ ứng suất ø„y khi chiều đài neo 8,0m -.cesree 103
Biển đồ ứng suất ø„ khi chiều dài neo 8,Ũm : - coi 103 Biểu đồ ứng suất ø„„ khi chiều đài neo 9,0m server 104
Biểu đồ ứng suất ơyy khi chiều dài neo 9,0m ¬ 104
Biểu đồ ứng suất G„„ khi chiều đài neo 9,Úm cover 104 Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều đài neo 1Ũm c2 105
Biểu đồ ứng suất ø„„ khi chiều dài neo 1Ôm 222-222 105
Biểu đồ ứng suất ơ„; khi chiều đải neo lŨm ccccceecrre 105
: Biểu đồ ứng suất ø„„ khi chiều dài neo 11m ccccc 106
Biểu đồ ứng suất Øyy khi chiều đài neo ]lm -.-ccccScccessve2 106
Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi chiều dài neo 11m c2s2co 106
Biểu đồ quan hệ giữa chiều đài neo và mô meẹn -: - 107
Biểu đồ quan hệ giữa chiều dài neo và chuyển vị -c- 107
Biều đô chuyển vị ngang và mô men của tường khi thay đổi góc neo 111
Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi góc neo 0 độ - - che 111
Biểu đồ ứng suất øyy khi góc neo 0 độ -: stress 112
Biểu đồ ứng suất ø„; khi góc neo 0 độ -c co srieerierrrrie 112
Biểu đồ ứng suất ø„„ khi góc neo 10 độ cccccrerrrerrrrrrrre 112
Biểu đồ ứng suất ø„„ khi góc neo 10 độ -oeccccccceerreree 113
Trang 18Hình 3.137: Biéu đồ ứng suất ø„„ khi góc neo 15 độ series 114 Hình 3.138: Biểu đồ ứng suất ø,„ khi góc neo 20 độ Hee 114 Hình 3.139: Biêu đồ ứng suất øy„ khi góc neo 20 độ c con 115 Hình 3.140: Biểu đồ ứng suất ø„„ khi góc neo 20 độ co tcnieerrirerrves 115 Hình 3.141 : Biểu đồ ứng suất o,, khi góc neo 25 độ on 115 Hình 3.142: Biểu đồ ứng suất ø„„ khi góc neo 25 độ -ccccerriirrrriee 116 Hình 3.143: Biêu đồ ứng suất ơ„; khi góc neo 25 độ oto cceneieierieeo 116 Hình 3.144: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi góc neo 30 độ sec coi 116 Hình 3.145: Biểu đồ ứng suất ø„„ khi góc neo 30 độ nick 117 Hình 3.146: Biểu đồ ứng suất ơ„; khi góc neo 30 độ coi 117 Hình 3.147: Biểu đồ ứng suất ơ,„ khi góc neo 35 độ con 117 Hình 3.148: Biểu đồ ứng suất øyy khi góc neo 35 độ ssrneeriirrriirrree 118 Hình 3.149: Biêu đồ ứng suất ơ„; khi góc neo 35 độ - che 118 Hình 3.150: Biểu đồ ứng suất ø„„ khi góc neo 40 độ - ni 118 Hình 3.151: Biểu đồ ứng suất øy„ khi góc neo 40 độ -cnnieeeierrrre 119 Hình 3.152: Biểu đồ ứng suất ø„; khi góc neo 40 độ nhe tinh 119
Hình 3.153: Biểu đồ ứng suất ơ„„ khi góc neo 45 độ - on 119
Hình 3.154: Biéu dé img suat oy, khi góc ne0 45 46 eesseesstesseessneaseeeeee 120 Hinh 3.155: Biéu 46 tmg suat o,, khi góc neo 45 độ - set 120 Hinh 3.156: Biểu đồ quan hệ góc neo vả m6 MeN sceccseececceeeteeteeseenesneeteeteneessens 121 Hình 3.157: Biểu đồ quan hệ góc neo vả chuyển vị -cccnnreeeerirree 121 Hình 3.158: Biểu đồ quan hệ chuyến vị sử dụng 3 hàng neo se: 123
Hình 3.159 : Biểu đồ quan hệ chuyên vị sử dụng 5 hàng neo coi 124
Hình 3.160 : Biểu đổ quan hệ chuyển vị khi góc neo 25° thay đổi địa chất 125
Hình 3.161 : Mặt cắt ngang hồ đào -:-5- tt n1 1322211 126
Hình 3.162: Biểu đồ chuyển vị và mô men của hỗ đào trong bài toán phẳng 127 Hình 3.163 : Biểu đồ ứng suất G„„ . 6 St 2n n2 EEr.Eerrrierree 127
Hình 3.164 : Biểu đồ ứng suất Gyy - S221 re 127
Hình 3.166 : Mặt cắt ngang hồ đào - Là St 22222112112 re 129
Trang 20MỞ ĐẦU
$ Giới thiệu chung
Để tạo điều kiện thuận lợi nhằm phát triển nền kinh tế xã hội, Việt Nam đã và
đang đầu tư rất nhiều vào cơ sở hạ tầng như: đường giao thông, đường ham, bai dé xe ngam Bên cạnh đó, nhiều ngôi nhà cao tầng mọc lên Việc thiết kế nhà cao tằng hiện nay, hầu hết đều có tầng hầm để giải quyết vấn đề đỗ xe và các hệ thống kỹ thuật của
tòa nhà Việc xây dựng tầng hầm trong nhà cao tầng đã tỏ ra có hiệu quả tốt về mặt
công năng sử dụng và công trình cũng được phát triển lên cao hơn nhờ một phần được
đưa sâu vào lòng đất Việc tổ chức xây dựng tầng hầm còn có ý nghĩa đưa trọng tâm
của ngôi nhà xuống thấp hơn Nói chung với các hệ thống công trình ngầm sẽ mang
lại cho các thành phố những hình ảnh và hiệu quả tốt về cảnh quan, môi trường, đồng
thời tăng quỹ đất cho các công trình kiến trúc trên mặt đất, phát huy được tiềm năng
dồi dào của khoảng không gian ngầm, góp phần mang lại những hiệu quả kinh tế trước
mắt và lâu dài
Tầng hằm chịu tác dụng của các loại tải trọng giống như công trình trên mặt đất
Ngoài ra nó còn chịu tác động của môi trường xung quanh không chỉ trong giai đoạn
thi công mà còn phải chịu trong suốt quá trình sử dụng Vì vậy, việc thiết kế và thi công tầng hằm cho các tòa nhà cao tầng cũng đặt ra nhiều vấn đề khó khăn và phức tap về mặt kỹ thuật, môi trường
¢ Tính cấp thiết của đề tài
Khai thác và sử đụng một cách có hiệu quả không gian dưới mặt đất trong các đô thị hiện đang là xu thế tất yếu của sự phát triển
Để ngăn ngừa hiện tượng trượt đất giữ ồn định cho hồ đào có rất nhiều phương
pháp được áp dụng, mỗi một phương pháp đều có những ưu và khuyết điểm riêng của
nó Trong đó: phương pháp dùng tường chắn rọ đá (Châu Ngọc Ân, 2011), phương
pháp gia cố mái taluy bằng lưới địa kỹ thuật (Lê Văn Cường, 2007), phương pháp dùng tường chắn bê tông cốt thép (Lê Xuân Mai và Đỗ Hữu Tạo, 2008), phương pháp
dùng cọc đứng gia cố chân taluy (Nguyễn Đức Nguôn, 2008), phương pháp trồng cỏ (Nguyễn Trọng Nghĩa, 2012), phương pháp đào giật bậc nhằm giảm độ dốc mái taluy
(Đỗ Tạo, 2007), phương pháp dùng cọc bản (Võ Minh Thế, 2009), phương pháp neo
Trang 21Việc đưa vào nghiên cứu cũng như áp dụng các phương pháp trên đã được TẤt
nhiều nhà khoa học nghiên cứu khá chỉ tiết và đã đưa không ít các phương pháp trên
vào thực tế các công trình ở Việt Nam Trong đó, phương pháp dùng cọc bản thì tốn
kém, phương pháp đào giật bậc nhằm giảm độ dốc mái taluy thì lại tốn diện tích
đất Tuy nhiên các giải pháp thiết kế đã và đang áp dụng hiện nay trong vấn đề xử lý
én định mái dốc vẫn thực sự chưa phát huy hết hiệu qua, vẫn xuất hiện nhiều hiện tượng sụt trượt đất ở nhiều nơi
Nhằm từng bước giải quyết và tiến tới đảm bảo xử lý triệt để ổn định cho các mái dốc chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm, các giải pháp mới trong vấn đề xử lý ôn định, đánh giá và so sánh dé chọn ra một giải pháp hợp lý, đảm bảo ổn định lâu đài, có giá thành hợp lý để xây dựng công trình Tuy nhiên việc nghiên
cứu sử dụng các phương pháp thi công hợp lý vẫn chưa được đề cập tới và đó chính là
lý do mà đề tài “Nghiên cứu ứng dụng neo phụt vữa xi măng cho tường vây tang
ham va cong trinh thi cong dwong sốt metro tuyến số 1” được đưa vào nghiên cứu “ Muc tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu tiếp thu và ứng dụng công nghệ neo phụt vữa xi măng cho tường
vay tang ham va công trình thi công đường sắt metro tuyến số lvới điều kiện địa chất
tại vị trí khảo sát
4 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu
Đối tượng luận văn xét đến là neo phụt vữa xi măng cho tường vây
Phạm vi nghiên cứu neo phụt vữa xi măng bao gồm: tính toán chiều dải neo,
góc neo, đường kính bầu neo, đường kính thân neo Ở đây luận văn sẽ đi sâu nghiên cứu chiều đài neo, góc neo, khoảng cách neo phụt vữa xỉ măng
Phương pháp nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết về neo phụt vữa xi măng, các công nghệ thi
công neo phụt vữa xi măng; kết hợp với nghiên cứu phân tích công trình đã được thiết
kế và thi công
Sử dụng các phần mềm chuyên dụng trợ giúp
$ Bố cục luận văn
Chương 1: Tổng quan về neo phụt vữa xi măng cho tường vây tầng hầm và
công trình thi công đường sắt metro tuyến số 1
Trang 23CHƯƠNG 1: TỎNG QUAN VẺ NEO PHỤT VỮA XI MĂNG
CHO TUONG VAY TANG HAM VA CONG TRINH THI CONG DUONG SAT METRO TUYEN SO 1
1.1 Tông quan về tường chắn đất
Khi thi công tầng hầm cho các công trình nhà cao tầng chúng ta thường sử dụng tường chắn đất Tường chắn để tăng cường ẳn định khi công trình chịu áp lực ngang
của đất Có thể thấy tường chắn ở các công trình và bộ phận của công trình như tang
ngầm, đường ngầm, tường chắn đất, bờ kè Tường chắn thường được sử dụng dé: giữ cho khối đất sau lưng tường được cân băng, không bị trượt, đỗ xuống Chống sạt lở
cho công trình nơi địa hình đổi núi Chống sạt lở khi xây dựng mới cạnh công trình cũ
Chống sạt lở cho bờ sông, vách núi
1.1.1 Phân loại trờng chắn đất
1.1.1.1 Theo điều kiện chịu lực
- Tường chắn trọng lực sử đụng vật liệu như gạch, đá hộc, bê tông đá hộc, bê tông cốt thép
Tường chắn bán trọng lực (thành mỏng) chịu nén và uốn bằng bê tông cốt thép Tường cọc bản, tường vây, tường cừ larssen, gỗ, thép, bê tông cốt thép
Tường cọc đất trộn xi măng, cọc khoan nhỏi 1.1.1.2 Theo chiều cao của tường
Tường thấp: chiều cao H < 10m Tường trung bình: H = 10 ~ 20m Tường cao: H > 20m eb bd 4 —
Tường tầng hằm Tường mồ cầu Tường bờ kè Tường thủy lợi
Trang 24Hình 1.2: Một số dạng tường chắn trọng lực khác 1.1.1.3 Theo vật liệu Gỗ Gạch Đá hộc Bê tông da héc Bê tông Bê tông cốt thép Thép
Tường có cốt (tường ổn định cơ học): vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật
1.1.1.4 Theo điều kiện thi công Tường liền khối
Tường lắp ghép
1.1.1.5 Theo nguyên tắc làm việc Căn cứ vào độ biến dạng của lưng tường:
Tường cứng: tường trọng lực, tưrờng bán trọng lực, tường bằng cầu kiện BTCT Tường mềm: cọc gỗ, cọc bản thép, cọc bán bằng BTCT
1.1.2 Ôn định tường chắn
Tường chắn chỉ hoạt động đúng chức năng nếu đạt được các yêu cầu: Không bị trượt nông lẫn trượt sâu
Không bị lật
Các thành phần của kết cầu tường ổn định
1.1.2.1 Ôn định trượt ở đáy móng
Điều kiện: ma sát ở đáy móng do trọng lượng tường phải lớn hơn tổng áp lực đất lên tường
Trang 251 ON + Bạy)tE®
Fan
Hệ số này phải lớn hơn hệ số an toàn cho phép theo quy phạm
Lưu ý: Cần kiểm tra sức chịu tải của đất nền
1.1.2.2 Ôn định trượt tổng thể khi có nền đất yếu dưới nền tường chắn
Hình 1 4: Cung trượt của tường
Khi đất dưới nền yếu, hay tường đặt gần bờ sông hoặc trên mái dốc, cần phải tính đến ổn định trượt tổng thể Tính hệ số an toàn chống trượt của mặt trượt sâu có kể
Trang 26M
= Mg
M.— moment chéng lat do trọng lượng tường W,
M„— moment gây lật do áp lực lên tường E
1.1.2.4 Ôn định kết cấu thân tường
Hình 1.6: Áp lực đất tác dụng lên tường
- Nếu tường bằng gạch đá, ứng suất trên tiết diện phải là ứng suất nén
- Với tường consol phải kiểm tra khả năng chống cắt của bê tông và cốt thép gia cường trong thân tường và bản đáy móng
-_ Với tường BTCT: đỉnh tường không được phép có chuyển vị ngang quá lớn: H
< ———
f 1000
Bê tông không được nứt quá giới hạn cho phép
1.1.3 Một số loại áp lực đất lên tường chắn
- Một phân tố đất cân bằng tĩnh trong bán không gian đất tự nhiên phải thỏa mãn phương trình cân bằng với các điều kiện như: tính liên tục, tính đồng nhất, tính đẳng
hướng
- Một trong những giả thiết được áp dụng rộng rãi đã cho lời giải riêng của điều kiện
cân bằng và kết quả được chấp nhận là ứng suất pháp făng tuyến tính theo chiều sâu dé
tính được ứng suất do trọng lượng bản thân
Trang 27
Hinh 1.7: Su thay đối áp lực ngang của đất theo độ dịch chuyển của vật chắn Có hai trường hợp áp lực đất đây tường chắn ra xa (áp lực bị động) và ép tường vào
khối đất (áp lực chủ động)
- Có hai loại áp lực ngang cực trị:
» Cực tiểu: được gọi là áp lực ngang của đất ở trạng thái cân bằng phá hoại dẻo chủ
động, ký hiệu E¿
» Cực đại: được gọi là áp lực ngang của đất ở trạng thái cân bằng phá hoại dẻo bị động,
ky higu E,
Để cho hố đào được ôn định trong quá trình thi công, với giá thành hạ, ta phải chọn phương án đào và chống vách đất hợp lý theo các nguyên tắc sau :
- Phải đảm bảo về cường độ cũng như độ ổn định dưới tác dụng của áp lực đất và các
loại tải trọng do được cắm sâu vào đất, neo trong đất hoặc được chống đỡ từ trong lòng hồ đào theo nhiều cấp khác nhau, an toàn trong quá trình thi công
- Phai pha hợp với biện pháp đào đất và công nghệ thi công phần ngầm
- Thi công phải đơn giản, giá thành hạ
- Luôn chú ý đến khả năng sử dụng lại sau khi cơng trình hồn thành Sau đây là một số phương án chống vách đất có thể áp dụng được :
1.1.4 Cừ thép
Tường cừ thép cho đến nay được sử dụng rộng rãi làm tường chắn tạm trong thi công tầng hằm nhà cao tầng Nó có thể được ép bằng phương pháp búa rung gồm một cần trục bánh xích và cơ cấu rung ép hoặc máy ép êm thuỷ lực dùng chính ván cừ đã ép làm đối trọng Thông thường có hai phương pháp thi công sau:
Trang 28- Đóng cọc thép phun vữa bê tông giữ đất Cọc thép được đóng xuống đất hết chiều
sâu thiết kế Đào đến đâu ta tạo mặt vòm giữa các cọc bằng cách phun vữa bê tông lên
vách đất tạo thành những vòm nhỏ, chân đạp vào các cọc giữ đất lở vào hố móng
Phương án này được áp dụng khi đất rời, không có nước ngầm hay đất đẻo Trường
hợp này tiết kiệm được gỗ, cọc có thê thu hồi được Phương pháp này rất thích hợp khi
thi công trong thành phố và trong đất dính
`
Hình 1.8: Giữ thành hỗ đào bằng tường cừ thép (Nguyễn Đình Sơn)
+ Ủu điểm:
Ván cừ thép dé chuyên chở, dễ dàng hạ và nhỗ bằng các thiết bị thi công sẵn có
như máy ép thuỷ lực, máy ép rung Khi sử dụng máy ép thuỷ lực không gây tiếng động và rung động lớn nên ít ảnh hưởng đến các công trình lân cận Sau khi thi công, ván cừ
rất ít khi bị hư hỏng nên có thể sử dụng nhiều lần Tường cừ được hạ xuống đúng yêu
cầu kỹ thuật có khả năng cách nước tốt Dễ dàng lắp đặt các cột chống đỡ trong lòng hồ đào hoặc thi công neo trong dat
+ Nhược điểm:
Do điều kiện hạn chế về chuyên chở và giá thành nên ván cừ thép thông thường
Trang 29chay vào hố đào qua khe tiếp giáp hai tắm cừ tại các góc hố đào là nguyên nhân gây lún sụt đất lân cận hố đào va gây khó khăn cho quá trình thi công tầng hầm Quả trình hạ cừ gây những ảnh hưởng nhất định đến đất nền và công trình lân cận Rút cừ trong điều kiện nền đất dính thường kéo theo một lượng đất đáng ké ra ngoài theo bung cir, vì vậy có thể gây chuyển dịch nền đất lân cận hố đào Ván cừ thép là loại tường mềm,
khi chịu lực của đất nền thường biến dạng võng và là một trong những nguyên nhân cơ
bản nhất gây nên sự cố hồ đào 1.1.5 Cọc xi măng đất
Cọc xi măng đất hay cọc vôi đất là phương pháp dùng máy tạo cọc để trộn
cưỡng bức xi măng, vôi với đất yếu Ở đưới sâu, lợi dụng phản ứng hoá học - vật lý
xảy ra giữa xi măng (vôi) với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc có
tính tổng thẻ, tính ổn định và có cường độ nhất định Địa hình khu đất trước khi xây
dựng tương đối bằng phăng, phần lớn khoảng lưu không có chiều rộng trên 5m Chiều
sâu hố móng cần đào: phần giữa sâu 7.8m; phần lớn sâu 6.5m
+ Ưu điễm:
Kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro
Địa chất nên là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao
LINH Y
Hình 1.9: Cọc vây sau khi đào đất
1.1.6 Neo phut vira xi mang
Neo trong dat có nhiéu loai, tuy nhién ding phổ biến trong xây dựng tang ham
Trang 30công trong lòng hồ đào Việc đặt neo tùy thuộc vào lực căng mà có thể neo trên mặt
đất hay neo ngầm vào trong đất Trường hợp neo ngầm, khi đào đến đâu người ta
khoan xuyên qua tường bao để chôn neo và cố định neo vào tường Với phương pháp
này tường được giữ với ứng lực trước nên hầu như là ổn định hoàn toàn Khi tầng hằm
đã được xây dựng xong, tường được giữ bởi hệ kết cấu tầng hằm, lúc này neo sẽ được
dỡ đi hoặc để lại tùy theo sự thỏa thuận của chủ đầu tư với các công trình bên cạnh Nếu tường bao hở (không liên kết với kết cấu tầng hằm) thì các neo sẽ vẫn được giữ nguyên và làm việc lâu dài, lúc này nó cân được bảo vệ cần thận † Tắt tự nhiên F4
TT RA] đng say amg | =
Trang 31
Neo phụt thường áp đụng đề:
- Neo các tường tầng hằm cho nhà cao tầng
- _ Neo tường thành hồ đào sâu cho các công trình ngầm đô thị như hầm tàu điện
ngầm, hằm câu chui, gara ôtô ngầm công cộng
Ưu nhược điểm của phương pháp neo phụt vữa xỉ măng
Ưu điểm:
- Thi công hồ đào gọn gàng, có thể áp dụng cho thi công những hồ đào rất sâu - Không có hệ chống đỡ nên không cản trở việc thi công các công tác khác trên
mặt bằng tầng hằm Thi công trên mặt bằng tầng hầm rất thuận loi
Nhược điểm:
- Số lượng đơn vị thi công xây lắp trong nước có thiết bị này còn ít
- Nếu nên đất yếu sâu thì cũng khó áp dụng
1.2 Chọn phương án gia cố
Hiện nay có rất nhiều phương pháp bảo vệ ôn định của mái dốc cũng như tường
vây cho các công trình ngầm Mỗi phương pháp có những ưu và nhược điểm khác nhau Tùy vào từng trường hợp cụ thể mà ta lựa chọn phương án sao cho hợp lý Tuy
nhiên mục đích chung của các phương pháp là tìm ra những giải pháp nhằm nâng cao
sự ôn định của hố đảo cũng như của tường vây
Phương pháp neo trong đất đã và đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới vì
những ưu điểm mà nó mang lại như: giữ ổn định thành hố đảo, mái dốc và hiện nay
thì phương pháp này đã được sử dụng ở Việt Nam nhưng chưa được phổ biến vì nó đòi
Trang 32Từ những ưu nhược điểm của các phương pháp gia cố: cừ thép, cọc xi măng đất, neo phụt vữa xi măng Ta thấy phương pháp neo phụt vữa xi măng là có nhiều ưu
điểm nổi trội và thích hợp cho việc thi công xây dựng tầng hằm trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh Vì thế trong luận này em xin đi sâu nghiên cứu ứng dụng neo phụt vữa
xi măng cho tường vây tầng hằm và công trình thi công đường sắt metro tuyến s6 1 1.3 Tổng quan về neo
Neo trong đất là loại kết câu hoàn toàn chịu kéo nằm trong đất được sử dụng trong đất để tăng ổn định của vách hố đào, mái đốc hay giữ các kết cấn chịu lực nhé Khả năng chịu kéo được tạo nên bởi ma sát giỮa khối neo và đất xung quanh Đối với neo có sức chịu tải lớn hơn, người ta có thể điều chỉnh lại lực neo do tốn thất vì chuyên vị, có thé thay đôi lực neo trong khoảng chịu tải của neo
Neo trong đất có nhiều loại; nhưng ở đây chỉ trình bày về loại “Neo phụt” Đây
là loại neo trong đất hiện đại nhất hiện nay và thông dụng nhất khi xây dựng tang ham nhà cao tầng
Trang 33ốngbơmvữa Lácaosu Van cao su | | b- Một đoạn ống tạo neo và van chan < i
c- Cắt ngang qua bầu neo; d- Cắt cọc neo
Hình 1.13: Máy tạo lô neo
Sau đó đưa ống tạo neo vào lỗ khoan đến chiều dài thiết kế Ống tạo neo bằng kim loại hoặc bằng nhựa chịu áp lực có đường kính khoảng 85 + 245mm Trên đoạn tạo bầu neo có đục các lỗ ÿ 10mm với ghen cao su để phụt vữa xI măng Để tạo hiệu
quả phụt vữa xi măng tốt, trong ống còn có các van chặn bằng cao su Một đoạn ống
tạo neo và van chặn được trình bày ở phần b trên hình 1.13
Với áp suất đủ lớn, bầu neo được hình thành xung quanh thanh neo bằng bó cáp
bằng thép không ri (xem phần c trên hình 1.13)
Bầu neo tạo nên sức ma sát rất lớn giữa thanh neo với đất xung quanh neo Do đó
tạo cho neo một sức chịu kéo khá lớn (có thể trên 100 tấn cho mỗi neo) Chi tiết cắt
dọc cho đoạn bầu neo được trình bày trên phần d của hình 1.13
Hiện nay người ta thường dùng các thanh neo băng các bó cáp được kéo căng trước
để tạo nên các neo ứng suất trước có hiệu quả rất tốt
Neo có cấu tạo gồm 3 phần chính
1.3.1 Đầu neo
- Đầu neo: Đầu neo có tác dụng gắn kết dây neo với tường Khi dây neo gồm
nhiều sợi, các đây neo được khóa vào đầu neo bằng chốt nêm Khi đây neo là thanh
Trang 34- Đầu neo kiểu kéo lại được (có thể neo kéo lại tại bất cứ thời điểm nào bằng cách
chêm chèn hoặc xiết ren)
- Đầu neo kiểu tiêu chuẩn (tải trọng trong dây neo tăng giảm trong một phạm vi
nhất định)
Hình 1.14: Chỉ tiết đầu neo
1.3.2 Đây neo
Dây neo có tác dụng truyền tải trọng từ bầu neo đến đầu neo
Dây neo thường bao gồm thanh, cáp, dây thép đơn hoặc thành nhóm
1.3.3 Bau neo
- Bau neo: Bau neo dam bao truyén lyc từ công trình cho đất xung quanh Có 2 loại
bầu neo cơ bản:
+ Bầu neo sử đụng đối với neo tạm thời (hình 1.15a): Lực từ dây neo được truyền trực tiếp lên nhân xi măng của bau lién kết dây neo với đất xung quanh; khi làm việc, bầu neo có thể xuất hiện vết nứt vuông góc với trục dây neo
+ Bầu neo sử dụng đối với neo cố định (hình 1.15b): Lực từ dây neo được truyền lên đầu dưới của ống trụ thép nhờ vòng đệm gắn ở đầu cuối dây neo Bên trong ống trụ, dây neo được phủ lớp chống ri và tự do di chuyển dọc ống khi tác động lực neo SAX WAR SAK MSA Y xxx va x ROR SOFAS ERS
Hinh 1.15: Cac giải pháp kết cau bau neo: a- đối với neo tạm thời,b- đối với neo cố định
Trang 351.4 Phân tích sử dụng neo trong đất theo trình tự các bước như sau
Bước 1: Thiết lập các yêu cầu của dự án, bao gồm tất cả các kích thước hình học, các điều kiện tải trọng ngoài (tạm thời hoặc thường xuyên, động đất, V.V ), CÁC tiêu chí tính năng làm việc, và các bó buộc về thi công
Bước 2: Đánh giá các điều kiện địa chất hiện trường và các tính chất thích hợp
của nền đất đá
Bước 3: Đánh giá các tính chất thiết kế, thiết lập các hệ số an toàn thiết kế, và
lựa chọn cấp độ chống ăn mòn
Bước 4: Lựa chọn phân bố áp lực đất ngang tác dụng lên lưng tường đối với
chiều cao tường cuối cùng Thêm vào các áp lực nước, phụ tải và động đất thích hợp
rồi tính toán tổng áp lực ngang Có thể phải tiến hành phân tích thi công theo giai đoạn
đối với tường xây dựng trong đất yếu
Bước 5: Tính toán các tải trọng ngang của neo và mômen uốn của tường Điều chỉnh các vị trí neo theo chiều đứng cho đến khi đạt được sự phân bố tối ưu của mômen uốn trong tường
Bước 6: Đánh giá độ xiên yêu cầu của neo dựa vào ranh giới thửa đất, vị trí các
lớp đất thích hợp để huy động lực neo giữ, và vị trí của các kết cầu ngầm
Bước 7: Phân tích mỗi tải trọng neo theo phương ngang thành một thành phần lực thang đứng và một lực theo phương trục bó neo
Bước 8: Dự kiến khoảng cách neo theo phương ngang căn cứ vào loại tường Tính toán từng tải trọng neo riêng biệt
Bước 9: Lựa chọn loại neo
Bước 10: Đánh giá khả năng chịu tải theo phương đứng và phương ngang của
tường bên dưới đáy hỗ dao Chọn lại tiết diện tường nếu cần thiết
Bước 11: Đánh giá én định bên trong và bên ngoài của hệ thống được neo Chọn lại kích thước neo nếu cân
Bước 12: Đánh giá chuyển vị ngang lớn nhất của tường và độ lún trên mặt đất
Điều chỉnh thiết kế nếu cần
Bước 13: Lựa chọn ván lát ngang Thiết kế dầm giằng dọc, hệ thống thoát nước
Trang 361.5 Phương pháp thi công neo phụt vữa xi măng (Nguyễn Đình Sơn) Bước] : Khoan lỗ xuyên qua tường chắn
- Khoan tạo lỗ giếng như khoan tạo lỗ cọc khoan nhỏi chỉ khác phương khoan
tạo với phương đứng khá lớn
- Khi tường chắn bê tông cốt thép thì khoan bằng thiết bị khoan quay
- Đường kính lỗ khoan phụ thuộc vào đường kính bầu neo (thông thường đường kính bầu neo thường chọn là 150mm) Lễ khoan nghiêng so với phương ngang một góc nào đó góc nghiêng này phụ thuộc vào điều kiện địa chất công trình , vào độ sâu đặt móng của các công trình lân cận Khi góc nghiêng quá lớn thành phần lực kéo theo phương ngang đề giữ én định cho neo giảm đi nhiều, neo không phát huy
khả năng làm việc Nếu là tường cừ thép, góc nghiêng lớn sẽ ảnh hưởng tới độ ôn định
của cừ Theo kinh nghiệm, góc nghiêng này thường lay 45° ae N h a l Pre-stressed Anchors 40 — 70 tons ~ oo Hình 1.16: Khoan lỗ tường chắn Bước 2 :Khoan lỗ trong đất
Trang 37
Hinh 1.17: Khoan lỗ trong đất
Bước 3 :Hạ ống thép có van vào hỗ khoan( ông tạo neo)
Sau khi khoan đạt độ sâu thiết kế, bơm nước ximăng loãng vào từ đáy hố khoan
để nước xi măng chiếm chỗ và đây dung dịch bentonite ra ngoài Nước xi măng này có tác dụng bao bọc xung quang ống tạo neo Tiến hành hạ ống tạo neo vào tận đáy hỗ Ong tạo neo bằng thép được bịt kín ở đáy đưới, trên ống tạo neo được đặt các van có
khoảng cách 50cm Van bao gồm một lỗ nhỏ được bọc ngoài bằng lá cao su và
Trang 38Bước 4: Bơm vữa xi măng tạo bầu neo
Vữa xi măng được trộn theo tỉ lệ XM/N = 2,2-2,4 theo trọng lượng và được bơm vào ống neo (với loại bau neo có đường kính 250mm thì lượng vữa bơm ở một van từ 150 đến 250 lít) Quá trình bơm được tiến hảnh gián đoạn từ trong ra ngoài trong một ngày (= 24 giờ) vữa ximăng được chặn lại nhờ nút chặn hai đầu, được chế tạo như 2 bóng cao su bơm căng không khí, nhờ nút chặn này mà vữa xi măng được đầy ra ngoài 16 van đã trình bày ở trên Sử dụng phương pháp bơm gián đoạn để khắc
phục hiện tượng ảnh hưởng dưới tác dụng hai lần của bơm tại hai van liền kề nhau
Sau mỗi lần bơm, ống được rửa sạch dé vữa xi măng không còn bám lại trong ống tạo
neo
Bước 5 : Luôn cáp treo và bơm vữa xi măng vào lòng ống
Sau 24 giờ hoàn thành bơm tạo bau neo , tiến hành hạ bó cáp thép vào tận đáy ống tạo neo sau khi đã rửa sạch lòng ống Lượng cáp thép được tính toán theo khả
năng chịu lực của neo Có thể sử dụng thép gân thay thế cho cáp thép Tuy nhiên , sử dụng cốt thép cường độ cao sẽ có giá thành hạ và chất lượng neo tốt hơn Khi hạ cốt
Trang 39Bước 6 :Dự ứng lực
ey
Hinh 1.20: Kéo cap
Một tuần sau khi bơm vữa, thực hiện dự ứng lực cho neo theo tính toán Tường chăn đựơc sử dụng như vật tựa Cốt thép được sử dụng như các thớt hãm và con đội hình côn
Bước 7: Giải phóng dự ứng lực
Khi bê tông sản tầng hầm đạt cường độ thiết kế, bản thân tắm sàn đủ chịu áp lực
ngang truyền vào thông qua tường chắn, tiến hành giải phóng dự ứng lực bằng cách
tháo con đội, tháo thớt hãm và cắt cáp tại chỗ tiếp giáp với tường chắn Các lỗ
khoan qua tường được lấp kín bằng vữa xi măng để không cho nước từ bên ngoài chảy vào tầng hằm, thanh neo nằm lại tự do trong lòng đất Trên hình 1.21 là mặt cắt dọc và cắt ngang neo đã thi công xong
Trang 40
CHUONG 2: LY THUYET TINH TOÁN
2.1 Phương pháp thủ công
2.1.1 Những nguyên tắc chung (Nguyễn Văn Quảng, 2011) e Bầu neo phải nam ngoài Cung trượt:
KKK RK KKK KIC HK HK
Hinh 2.1: Vi tri cua bdu neo déi với Cung trượt
Khi thiết kế neo trong đất, người ta giả thiết rằng trong trường hợp bắt lợi nhất là
khi bức tường bị mắt ỗn định làm cho khối đất sau tường bị trượt theo cung trượt giả định
như hình vẽ Để cho neo có hiệu quá, thì bầu neo phải nằm ngoài cung trượt (xem hình
2.1) Trường hợp đất sau tường có thể hình thành cung trượt khi nền đất là đất yếu hoặc gồm nhiều lớp không đồng nhất
e Phai dam bao su can bang ổn định của tường chắn:
Khi đào hồ sâu, thì tường chắn sẽ bị đây ra cho áp lực chủ động của đất sau tường
Tại điểm ngàm thì lực đây bằng không Phải dam bao hai điều kiện sau: - Điểm ngàm b không được trùng với đáy tường K
Nếu hai điểm đó trùng nhau thì có nguy cơ chân tường bị đẩy ngang làm cho tường bị mất ôn định
- Phải đảm bảo cân bằng lực đây do áp lực chủ động của đất sau tường với lực