TRUONG DAI HOC CONG NGHE TP.HCM HUTECH University NGUYEN QUOC DŨNG ỨNG DỤNG TƯỜNG CỌC BẢN DE BAO VE CAC CONG TRINH XAY DỰNG VEN SONG
LUAN VAN THAC SI
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS VÕ PHÁN (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ kỷ) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP.HCM ngày 24 tháng I năm 2015
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội động chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đông 1 [TS.Nguyễn Quốc Hùng Chủ tịch
2_ |PGS TS Duong Héng Tham Phản biện I
3 [TS Trương Quang Thành Phản biện 2
4_ [TS Đào Đình Nhân Uy viên
5_ TS Lương Văn Hải Uy viên, Thư ký
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn sau khi Luận văn đã được
sửa chữa (nếu có)
Trang 3PHONG QLKH - DTSDH Độc lập — Tự do — Hạnh phúc
1P HCM ngày 25 tháng 12 năm 2014
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: NGUYÊN QUỐC DŨNG Giớitính:Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 23/05/1975 Nơi sinh: Nghĩa Bình, Quy Nhơn Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình đân dụng & công nghiệp
MSHV: 1241870007
I- Tên đề tài:
- Ứng dụng tường cọc bản để bảo vệ các công trình xây dựng ven sông II- Nhiệm vụ và nội dung:
- Chương 1: TỎNG QUAN VẺ ỨNG ĐỤNG TƯỜNG CỌC BẢN ĐẺ BẢO VỆ
CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG VEN SÔNG
- Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN TƯỜNG CỌC BẢN
- Chương 3 : ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ÖN ĐỊNH TƯỜNG CỌC BẢN CHO CONG TRINH BO KE CONG VIEN VEN SONG DONG NAI - TP.BIEN HOA
IH- Ngày giao nhiệm vụ: 25/6/2014
IV- Ngay hoàn thành nhiệm vụ: 25/12/2014
V- Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS VÕ PHÁN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUAN LY CHUYEN NGANH
(Ho tén va chit ky) (Ho tén va chit ky)
Trang 4Tôi 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 nào 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 nguôn gốc Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên
Trang 5
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu và tích
luỹ kinh nghiệm thực tế của tác giả Những kiến thức mà thầy cô giáo truyền thụ đã
làm sáng tỏ những ý tưởng, tư duy của tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn nay
Nhân địp này, tôi xin bay tỏ lòng biết ơn và kính trọng sâu sắc đối với PGS.TS
VÕ PHÁN - trưởng Bộ môn Địa cơ Nền móng, trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo cùng các đồng nghiệp Sở xây dựng
Đồng Nai và Ban giám hiệu, ban chủ nhiệm khoa sau đại học Trường đại học Công
Nghệ TP.HCM đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn Có được kết quả này, tôi không thể không nói đến công lao và sự giúp đỡ tận tình của anh Mai Phong Phú, phó giám đốc và các phòng ban của Trung tâm Thoát
nước Đồng Nai, ở số 38 Phan Chu Trinh, phường Quang Vinh, tỉnh Đồng Nai là
những người đã cung cấp các số liệu, tư liệu khách quan, chính xác giúp đỡ tôi đưa ra
những phân tích đúng đắn
Cuối cùng tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình đã giúp đỡ tôi lúc
khó khăn, vất vả để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng
nghiệp đã động viên tạo mọi điều kiện thuật lợi và đóng góp những ý kiến quý báu để
giúp tơi hồn thành luận văn này
TP.HCM, tháng 12 năm 2014
/ 1
Trang 6TOM TAT
Tường cọc bản là một dạng đặt biệt của tường chắn đất, thường được sử dụng để bảo vệ các công trình ven sông kết hợp với việc chống xới lở bờ sông
Thực tế các công trình xây dựng, giao thông, cầu cảng, công trình kè vẫn
thường được sử dụng là cọc bê tông và tường chắn để gia cố và bảo vệ bờ, nhưng các
vật liệu trên ngày nay không còn đáp ứng được nhu cầu sử dụng vì khối lượng vật liệu lớn, thời gian thi công kéo dài ảnh hưởng đến sinh hoạt và cuộc sống của nhân dân
Đất nước ta ngày nay đang ở giai đoạn mở cửa, việc chế tạo và ứng dụng phổ biến Công nghệ cừ bản bê tông cốt thép dự ứng lực của Nhật Bản vào các công trình ven sông, khu vực đất yếu Trong tương lai, tường cọc bản BTCT dự ứng lực sẽ dần thay thế cho các Công Nghệ cọc bản BTCT truyền thống đã quá xưa cũ
Tại khu vực Đồng Nai, TP.Hồ Chí Minh phần lớn là đất yếu có nhiều sông
Trang 7ABSTRACT
Pile wall is a special form of retaining wall, often used to protect riparian works in conjunction with the riverbank against erosion
In fact the construction, transport, wharf, embankment works have often
been used as concrete piles and retaining walls to reinforce and protect the coast, but the material on this day no longer meet for use as a large quantity of material, construction time lasting impact on daily life and the lives of the people
Our country today is in the opening stages, has produced and popular application specific technology of reinforced concrete prestressed in Japan in the riparian areas of soft soil In the future, the reinforced concrete pile prestressed that will replace the piles of concrete Tech was too old tradition
Trang 8MUC LUC
LOI CAM DOAN .ccccesecccccccessscscectensvevecececeesseseseeesseeal
LỜI CẢM ƠN ‹a ÔỒÔ `
TÓM TAT ¬
ABSTRACT -. << << SG c <2 3115950911 115915 13s sesŸV
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài . - SLnn SH nnnhn nen HH im 1 2 Nội dung nghiên cứu của đề tài . nh nhe 1
3 Phương pháp nghiên cứu -. cà Sàn nàn nhe nhe nhi ưg 2 4 Tính khoa học và thực tiỂn -.- - cccccc n1 nh nh He 2 5 Giới hạn phạm vỉ nghiên cứu -. - sàn nhìn hen net 3
CHUONG 1: TONG QUAN VE UNG DỤNG TƯỜNG CỌC BẢN ĐẺ BẢO VỆ CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG VEN SÔNG
1.1 Giới thiệu tường cọc bản - -.-.-.- <1 HH n nÝ ni Ki n9 n9 906 5 1.1.1 Định nghĩa tường cọc bản - - nành hehnhhhheheeeerereeeee 5
Trang 91.2.3 Về an ninh quốc phòng - 5 Sàn hư 11 1.3 Tình hình ứng dụng tường cọc bản chống sạt lở đất ở Thế Giới và Việt Nam
1.3.1 Ứng dụng tường cọc bản cho các công trình ven sông ở Thế Giới 12
1.3.2 Ứng dụng tường cọc bản cho các công trình ven sông ở Việt Nam 13
1.4 Qui trình chính để thiết kế tường cọc bản - s5 sss+ 14 1.4.1 Nguyên tắc chung tính toán tường cử «cà nhe 14 1.4.2 Tính toán các cấu kiện chính của kết cầu tường cừ - - 15
1.5 Kinh nghiệm một số Công trình ứng dụng tường cọc bản ở thành phố Biên Hòa và các vùng lân cận - << SỲỹ 1 ỊỪnỊ mm nỊ KH V01 00 609896 16
1.5.1 Điều kiện đất nền thành phố Biên Hòa và các vùng ven lân cận 16
1.5.2 Mặt bằng một số công trình đã ứng dụng tường Cọc bản ở thành phó Biên Hòa và các vùng ven lân cận -.- -.- sành hen 17
1.5.3 Các sự cỗ đã xảy ra khi ứng dụng tường Cọc bản ở thành phố Biên Hòa, các
vùng ven lân cận và các ảnh hưởng của nó - cà n‡ằ nành 17
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUT TÍNH TỐN TƯỜNG CỌC BẢN
2.1 Tính theo tiêu chuẩn Việt Nam 22TCN 207-92 - se 19
2.1.1 Đối với tường mềm c2 9n nàn hen 19
2.1.2 Đối với tường có độ cứng lớn -S Ăn Sàn 20 2.2 Tính theo tiêu chuẩn Anh (BS 8002 và BS 6349) csnnsseee 22
2.2.1 Tính toán tường cọc bản một neo - cà nàn nhe nhe hen ee 22
2.3 Tính tốn ỗn định tơng thể cửa hệ tường cọc bản - - - -‹ + s«5 24 2.3.1 Phương pháp phần tử hữu hạn trong địa cơ - -. ‹ccsccc+c++ssne 25
2.3.1.1 Giới thiệu khái quát về phương pháp phần tử hữu hạn - 25 2.3.1.2 Một số phần mềm tính toán cà cà 2S nnn nhe 26
Trang 10e Phan mém ProSheet 2.2 cccccccceecceecneeeeseneeseeeaeceeaceeeeateete 26
e© Phan mém Plaxis cccccccecessseseeeeeececceeenseaaueesseseeeeeeeeeeaens 27 2.3.1.3 Một số mô hình tính tốn trong địa cơ -. «chen 28 e_ Quan hệ ứng suất và biến dạng (Đàn hồi tuyến tính) - - - 29
@ Mô hình Mohr Coulomb ‹ c {Ăn nền hs 31 e Mô hình Hardening soil Sàn nhe nhhhhhdeheee 36
2.3.2 Phương pháp tính toán tường cọc bản cccsreseeeeserrrrerre.f2
2.3.3 Kiểm tra kết quả tính toán tường cọc bản ecsseerserrrieeereeeresÖ2
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ĨN ĐỊNH TƯỜNG CỌC BẢN CHO
CƠNG TRÌNH BỜ KÈ CÔNG VIÊN VEN SÔNG ĐÒNG NAI - TP.BIÊN HÒA
3.1 Giới thiệu chung về công trình che 52
3.2 Đặc điểm địa hình địa mạo ÒÒÔ 34
3.3 Đặc điểm địa chất khu vực xây dựng cơng trình ‹- + ==«« 54 3.3.1 Giới thiệu sơ bộ hồ sơ khảo sát địa chất Sen %4 3.3.2 Trị số trung bình các đặc trưng cơ lý các lớp đất nền +- 55 3.3.3 Kết quả khảo sát bổ sung - ác Q SnrnnenhheHH như 56 3.3.4 Đánh giá điều kiện địa chất công trình tuyến khảo sát . - 62 3.4 Đặc điểm thủy văn -ĂSS Ăn ng 001 khen le 61
B41, MYC MUG ccc cee cence nee eR DEERE EERE REE EE ERE EEE EEE EE EEE LEER OR Hae 61
3.4.2 Đặc điểm thủy triều và xâm nhập mặn - Set 62 3.5 Tải trọng và tác động - -. «Sỹ 9n H Y1 1010801 80998091008 63
3.6 Giải pháp kết cấu kè - - - SH Hn HH 00 1 tt ng 64 3.7 Tính toán theo cơ sở lý thuyết - -sS nSnnn nỲ Y1 vn 64
3.7.1 Tính toán theo ổn định cân bằng tĩnh trên nền áp lực đất đạt trạng thái cân
Trang 113.8 Mô phỏng bằng phần mềm Plaxis theo mô hình Mohr — Coulomb 70 3.8.1 Tài liệu, tiêu chuẩn và phần mềm áp dụng -. - 70 3.8.2 Mô hình địa chất và vật liệu của kết cấu sàn snshhhhiree 70 3.8.3 Nội lực và hệ số ổn định tường cừ án nnnheke 75 3.9 Mô phỏng bằng phần mềm Plaxis theo mô hình Hardening — Soil 84
3.9.1 Tài liệu, tiêu chuẩn và phần mềm áp dụng - ++++- + << 84
3.9.2 Mô hình địa chất và vật liệu của kết cấu Sàn seeerie 84 3.9.3 Nội lực và hệ số ôn định tường cừ - cà cành 88
3.10 So sánh giữa các số liệu giải tích với số liệu mô phỏng bằng phần mềm 7
3.10.1 So sánh các số liệu giải tích và số liệu mô phỏng bằng phần mèềm 7 3.10.2 Đánh giá kế quả so sánh c5 11112 99 KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 8 tcuên/ 100 2 KIÊN NGHỊ, - G <G G99 H000 800008000990 99 50 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO <5 S99 1199111880 11 991 km 102 1:18 00 1 ƠƯƠƯỊƠ 103
- Tham khảo kết quả thí nghiệm nén ba trục — sơ đồ C-U thuộc dự án Câu Hiệp Hòa, phường Quyết Thắng, TP.Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai (khu vực lân cận)
- Tham khảo kết quả thí nghiệm nén nở hông thuộc dự án Cầu Hiệp Hòa,
Trang 12BANG DANH MUC CAC KY HIEU
8; ây m2/kKN Hé sé nén thé tich
ao; My m2/kN Hoạt tải bất thường
A kN Hoạt tai bat thường
Ap m? Diện tích tiết diện ngang của cọc
As m? Điện tích ma sát xung quanh cọc với đất
Ai, Bi, Ci, Di Các hệ số tính toán cọc chịu tải ngang
B hoặc b m Bề rộng móng c kPa Lye dinh don vj
Ca kPa Lực dính giữa cọc và đất
Cou, Cu kPa Lực dính đơn vị trong phòng thí nghiệm không cố kết, khơng thốt nước
Cod, €` kPa Lực dính đơn vị trong thí nghiệm có có kết, L g
khơng thốt nước
C¡ kPa Lực dính của lớp dat thir i
C’ kPa Lực dính trong phòng thí nghiệm cắt thoát nước
Ce Chi sé nén
Coe Chỉ số nén tương đối
Cs Chỉ số nở hoặc nén lại
Ca Chỉ số nén thứ cấp
Coe Chỉ số nở hoặc nén lại tương đối
D,DL kN Tải thường xuyên, tĩnh tải e Hệ số rỗng
Trang 13max Cmin ©o Cinit Ae Eo Eso L, | lo M N hoặc P do Ped, P’ Hệ số rỗng cực đại Hệ số rỗng cực tiểu
Hệ số rỗng trong thế nằm tự nhiên của đất
Hệ số rỗng ban đầu của đất Độ thay đổi hệ số rỗng Module Young, đôi khi module biến dạng Module biến dạng Module biến dạng các tuyến phụ thuộc vào ứng suất nén thứ cấp Module chéng trượt, chống cắt Chiều cao lớp đất thứ Module bién dạng thé tích Hệ số áp lực chủ động Hệ số áp lực bị động
Chiều dài của cọc
Trang 14Deu Qu Tả sat Yw Y¡ Ex Ey Ez 61 E23 &y Ox Oy Oz Ơi Ø2 Ø3 Oa Op W kN/m? kN/m kN/m? kN/m? kN/m? kN/m? % % %
Góc ma sát trong điều kiện có có kết-khơng thốt nước Góc ma sát trong điều kiện khơng cố kết - khơng thốt nước Trọng lượng thể tích tổng Trọng lượng thể tích đây nỗi Trọng lượng thé tích đất khô Trọng lượng thể tích đất bão hoà Trọng lượng thẻ tích nước Dung trọng lớp đất thứ ¡ Các biến đạng tương đối pháp tuyến theo truc x, y, Z thẳng góc bắt kỳ Biến dạng tương đối chính Biến dạng thé tích Hệ số poisson Ứng suất pháp
Ứng suất hữu hiệu
Ứng suất hữu hiệu do trọng lượng bản thân tại độ sâu z tính từ
Ứng suất hữu hiệu thắng đứng cố kết
Ứng suất hữu hiệu thẳng đứng do trọng lượng dat
Trang 15BANG DANH MUC CAC TU VIET TAT BTCT BTUL BTUST HS MC HKI HK2 PTHH 2D 3D OCR POP Lege Mmax Ymax BD TBD SW400 D400 TP Biên Hòa TCXD TCN TCVN QCVN NXB BXD Bê tông cốt thép Bê tông ứng lực
Bê tông ứng suất trước
Mô hình Hardening Soil
Mô hình Mohr Coulomb - Hế khoan địa chat 1
Hồ khoan địa chất 2 Phần tử hữu hạn
Không gian 2 chiều x, y Không gian 3 chiều x, y, z Hệ số quá cố kết Áp lực tiền cố kết Chiều dài cọc Moment cyc dai Chuyén vị cực đại Biến dạng Tổng biến dạng Ký hiệu loại cọc bản 400 Ký hiệu loại cọc ép 400 Thành phố Biên Hòa Tiêu chuẩn xây dựng Tiêu chuẩn ngành Tiêu chuẩn Việt Nam
Quy chuẩn Việt Nam
Nhà xuất bản
Trang 16BANG DANH MUC CAC HiNH, DO THI Hinh 1.1 Hinh 1.2 Hinh 1.3 Hinh 1.4 Hinh 1.5 Hinh 1.6 Hinh 1.7 Hinh 1.8 Hinh 1.9 Hinh 1.10 Hinh 2.1 Hinh 2.2 Hinh 2.3 Hinh 2.4 Hinh 2.5 Hinh 2.6 Hinh 2.7 Hinh 2.8 Hinh 2.9 Hinh 2.10 Kích thước mặt cắt ngang cọc bản SW800 6 Kích thước hình học thực tế cọc bản - cà cằằeheớ 7 Phương pháp thi công tường cọc bản - nhớ §
Mô tả thi công cọc bản bằng phương pháp rung và xói nước 8
Mô tả thực tế thi công và sử đụng tường cọc bản ở nước ngồi L2 Mơ tả ứng dụng tường cọc bản đã thi cơng hồn thiện 13 Mô tả thi công cọc bản bằng phương pháp ép rung ở Việt Nam 13
Mô tả thi công cọc bản băng phương pháp ép thủy lực ở
Kênh Nhiêu Lộc Thị nghè - - - 5-5 + c cv 14 Ảnh hưởng xâm thực và gây sạt lở đất bờ sông -.- 18 Ảnh hưởng dòng chảy gây hư hại hệ tường cừ 18
Tường cọc bản ngàm hoàn toàn - cà hắnneớ 19
Tường cọc bản tựa tự do -sàhằenhhnrrrnrrnnrrseerne 20
Ảnh hưởng của độ mềm kết cầu tường cọc bản có neo đơn đến áp lực và sức kháng của đất cà à sành 22
Phân bố áp lực chủ động trên kết cấu tường có neo đơn trường hợp
khi đất được đấp trước khi nạo -. - «sành hhe 23
Phân bố áp lực chủ động trên kết cầu tường có neo đơn trường hợp
khi đất được đấp sau khi nạo .-5 chen 24 Cấu trúc chường trình của Plaxis chen 27
Câu trúc mô hình của PlaxiS -.- cà nà sành 28
Mô hình Mohr — Coulomb đàn hồi dẻo hoàn toàn 31
Trang 17Hinh 2.11 Hinh 2.12 Hinh 2.13 Hinh 2.14 Hinh 2.15 Hinh 2.16 Hinh 2.17 Hinh 2.18 Hinh 2.19 Hinh 2.20 Hinh 3.1 Hinh 3.2 Hinh 3.3 Hinh 3.4 Hinh 3.5 Hinh 3.6 Hinh 3.7 Hinh 3.8 Hinh 3.9 Hinh 3.10 Hinh 3.11 Hinh 3.12 Hinh 3.13 Hinh 3.14
Mat gidi han Mohr — Coulomb 2.csseeeeeeereerer eee enecees 33
Mặt giới hạn Mohr — Coulomb trong không gian ứng suất 34
Cách xác dinh Eso trong phòng thí nghiệm nén 3 trục 34
Những mặt dẻo của mô hình Hardening — Soil trong hệ trục p-q.39 Những mặt dẻo của mô hình Hardening — Soil - - - - 40
Cách xác định E7 trong phòng thí nghiệm nén cố kết 41
Cách xác định E„ trong phòng thí nghiệm nén 3 trục 41
Cách xác định dạng tường cọc ban không neo - . - 46
Cách xác định đạng tường cọc bản có neo - - ‹.-« 46
Biểu đồ áp lực chủ động - cành 47 Bờ kè công viên Biên Hòa giai đoạn l (hoàn thiện) 52
Bờ kè công viên Biên Hòa giai đoạn 2(chuẩn bị thi công) 53
Mặt cắt ngang bờ kè công viên Biên Hòa giai đoạn 2 (chuẩn bị thi S12 .Ắ 34
Sơ đồ tính tường cọc bản ngàm có neo trong nền cát 65
Mô tả các thông số địa chất lớp đất 3 và lớp đất 5 theo MC 72
Mô tả các thông số địa chất lớp đất 2A và lớp đất 2B theo MC 73
Mô tả các thông số địa chất lớp cát đắp và lớp bao tải cát theo MC.73 Mô tả các thông số kỹ thuật cừ SW400 và cọc D400 theo MC 74
Mô tả các thông số kỹ thuật của cáp neo D40 theo MC 74
Mô hình mặt cắt tính toán theo MC -. + cành 75 Ôn định tổng thể tường chắn Kn=0,983 .- cọ 76 Chuyển vị ngang của nền Ux = 53,96x10”m - - 76
Nội lực cừ SW400, dài L=9m rà cà nhe 77
Trang 18Hinh 3.15 Hinh 3.16 Hinh 3.17 Hinh 3.18 Hinh 3.19 Hinh 3.20 Hinh 3.21 Hinh 3.22 Hinh 3.23 Hinh 3.24 Hinh 3.25 Hinh 3.26 Hinh 3.27 Hinh 3.28 Hinh 3.29 Hinh 3.30 Hinh 3.31 Hinh 3.32 Hinh 3.33 Hinh 3.34 Hinh 3.35 Hinh 3.36 Hinh 3.37 Hinh 3.38 Hinh 3.39
Nội lực thanh neo F=48,55 kN/m - - sành ehhee 78
Dé thị hệ số ổn định của cừ dài 9m vẽ theo mô hình MC 78 Mô hình mặt cắt tính toán theo MC sen te 79 Mô hình chuyển vị tổng thể mặt cắt tính tốn .- - 79 Ơn định tổng thể của tường chắn Kn=0,9567 - 80
Chuyển vị ngang của nên Ux = 89,43x10”m - - 80
Nội lực cừ SW400, đài LE11m - ¿chen 81 Nội lực cọc D400, dài L=10m 2c ‡niss+seerree 81
Nội lực thanh neo F=37,67 kN/m - "———— 82
Đồ thị hệ số ổn định của cừ đài 11m vẽ theo mô hình MC 82 Mô tả các thông số địa chất lớp đất 3 và lớp đất 5 theo HS 85
Mô tả các thông số địa chất lớp cát đắp và lớp bao tải cát theo HS.86
Mô tả các thông số kỹ thuật cir SW400 va coc D400 theo HS 87 Mô tả các thông số kỹ thuật của cáp neo D40 theo HS 87
Mô hình mặt cắt tính tốn theo HS -. chớ 88 Mơ hình mặt cắt chuyển vị tổng thể tính toán - - - 88 Ôn định tổng thể tường chắn Kn=0,9625 - ‹-òc 89
Chuyên vị ngang của nền Ux = 57,40x10m ‹-+- 89
Nội lực cừ SW400, dài LE9m - (cà hen 90
Nội lực coc D400, dai L=7m 2 cceeeereeee ee eec nee eeer eee ennenees 90 Nội lực thanh neo F=52,93 kN/m .- cà nhìn nhe 91
Đồ thị hệ số ổn định của cừ đài 9m vẽ theo mô hình HS 91 Mô hình mặt cắt tính toán theo HS «cà: 92
Mơ hình mặt cắt chuyển vị tổng thể tính toán - ‹‹-: 92
Trang 19Hinh 3.40 Hinh 3.41 Hinh 3.42 Hinh 3.43 Hinh 3.44 Hinh 3.45 Hinh 3.46
Chuyén vj ngang cua nền Ux = 91,92x10m -. ++ 93
Nội lực cừ SW400, dài LElm e eee reer enens 94
Nội lực cọc D400, đài L=1Ôm né nhenhhnhnenee 94 Nội lực thanh neo F=36,85 kN/m - + nằeehnhen 95 Đồ thị hệ số ổn định của cừ dài 11m vẽ theo mô hình HS 95 Đồ thị so sánh hệ số ổn định của cừ dài 9m vẽ theo mô hình Hardening Soil và Mohr Coulormb ‹ -++*+scs 98
Trang 20Bang 1.1 Bang 3.1 Bang 3.2 Bang 3.3 Bang 3.4 Bang 3.5 Bang 3.6 Bang 3.7 Bang 3.8 Bang 3.9 Bang 3.10 Bang 3.11 Bang 3.12 Bang 3.13 Bang 3.14 Bang 3.15
BANG DANH MUC CAC BANG BIEU
Bảng tổng hợp số liệu của các loại cừ bản -cceccenereee 6
Bảng tổng hợp kết quả chỉ tiêu cơ lý các lớp đất 55
Bảng tổng hợp số liệu mực nước trung bình từ năm 1995 đến năm
2009 (các số liệu do Đài khí tượng thủy văn cung cấp) 62
Bảng tổng hợp các kết quả thu được -«cc«ccerrrrrerreee 62 Bảng tổng hợp số liệu tính toán cscc+ccseeiieirerrrrrrrrrre 63 Bảng số liệu tính toán của lớp đất địa chất theo MC 70 Bảng thông số tính toán của cừ SW400 cceeere 71
Bảng thông số tính toán của cọc neo D400 -errerreee 71
Bảng thơng số tính tốn của thanh neo D40 -: - 71
Kiểm toán kết quả tính toán tại mặt cắt hố khoan HKI theo MC 83
Kiểm toán kết quả tính toán tại mặt cắt hố khoan HK2 theo MC 83
Bảng số liệu tính toán của lớp đất địa chất theo HS 84 Kiểm toán kết quả tính toán tại mặt cắt hỗ khoan HKI theo HS 96
Kiểm toán kết quả tính toán tại mặt cắt hố khoan HK2 theo HS 96
Bảng tổng hợp tính toán kết các số liệu cừ SW400 và cọc D400 tại 2 mặt cắt hồ khoan HK1+HK2 theo mô hình MC và H§ 97
Bảng tổng hợp tính toán kết các số liệu cừ SW400 tại mặt cắt hồ
Trang 211 Tính cấp thiết của đề tài
- Tại khu vực ven sông tỉnh Đồng Nai và TP Hồ Chí Minh phần lớn là đất yếu
và thường xuyên chịu ảnh hưởng của việc x6i 16 Để bảo vệ các công trình ven sông và chống xói lở bờ sông, có nhiều giải pháp đã được nghiên cứu và áp dụng Một trong những giải pháp đó là dùng tường cọc bản BTCT dự ứng lực được thí công bằng phương pháp xói nước kết hợp ép rung được lựa chọn áp dụng cho một số khu vực ven sông bước đầu mang lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật Do vậy việc lựa chọn đề tài “Ứng dụng tường cọc bản để bảo vệ các công trình xây dựng ven sông” là nghiên cứu vấn đề ổn định và biến dạng hệ tường cọc bản ven sông trong điều kiện đất yếu là cần
thiết
- Sông Đồng Nai với quỹ đất ngày càng bị thu hẹp một phần do bị xâm thực của nước mặn, do nước ở thượng nguồn của rừng Nam Cát Tiên kèm theo xả lũ của nhà thủy điện Trị An và một phần do sự thay đổi khí hậu Ảnh hưởng gây sạt lở bờ sông ngày càng nghiêm trọng Để hạn chế những tác hại như trên một cách hữu hiệu mang tính thiết thực Nên việc “Ứng dụng tường cọc bản để bảo vệ các Công trình Xây dựng Ven sông” là đề tài thực tiễn và cần thiết ổn định cho đất nền ở sông Đồng Nai,
TP Biên Hòa và các vùng ven lân cận
- Đất nước ta đang ở giai đoạn phát triển theo hướng hiện đại hóa, công cuộc
xây dựng đổi mới đất nước là vấn đề cấp thiết hiện nay Nên việc ứng dụng và sử dụng phổ biến công nghệ mới tường cọc bản BTCT dự ứng lực cho các công trình ven sông tại nhiều nơi Trong tương lai, tường cọc BTCT dự ứng lực sẽ phát triển rộng rãi và
phổ biến
2 Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Hiện nay ứng dụng cọc tường bản trong việc bảo vệ, chống sạt lở bờ đất ven
sông ở Việt Nam đã có nhiều phương pháp khác nhau, để làm ổn định bờ đất bảo vệ
công trình có địa chất phức tạp Tuy nhiên mục đích nghiên cứu của đề tài luận văn này là: “Ứng dụng tường cọc bản để bảo vệ các công trình xây dựng ven sông ” tại khu
Trang 22- Lựa chọn ứng dụng tường cọc bản BTCT dự ứng lực là phù hợp
3 Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu tài liệu tính toán tường cọc bản BTCT dự ứng lực
- Phân tích tính ổn định và biến dạng của đất nền tác dụng lên kết cầu kè tường cọc bản ứng lực
- Tham khảo công trình thực tế đã và đang thi công, làm mô phỏng hoặc so
sánh số liệu quan trắc đã được ứng dụng, thực hiện của tường cọc bản trong việc én
định bờ đất ven sông ở thành phố Biên Hòa và các vùng đất yếu lân cận
- Dùng chương trình phần mềm Plaxis đề tính tốn so sánh và mơ phỏng - Dùng chương trình phần mềm Geo-Slope để kiểm tra mái dốc
- Dùng chương trình phần mềm ProSheet 2.2 để xác định chiều đài cọc bản
4 Tính khoa học và thực tiễn
- Để đáp ứng nhu cầu sử dụng của chủ đầu tư trong hồn cảnh cơng trình bị khống chế về chiều cao và khuôn viên đất có hạn tại các khu vực ven sông Tuy nhiên, một vẫn đề phức tạp đặt ra là giải pháp thi công hố đào sâu trong khu đất chật hẹp hay thi công lấn sông, lấn biển chống xạc lở có liên quan đến các yếu tố kỹ thuật và môi trường Việc thi công như trên làm thay đổi trạng thái ứng suất, biến dạng trong đất nền xung quanh khu vực hồ đào và có thể làm thay đổi mực nước ngầm dẫn
đến nền đất bị dịch chuyển, có thể gây lún, xạc lở, hư hỏng và ảnh hưởng đến công
trình lân cận nếu không có các giải pháp thích hợp
- Chúng ta đã có nhiều phương pháp để sử dụng tường cọc bản làm ổn định đất
yếu hồ đảo, đất yếu ven sông bảo vệ công trình xây dựng, để có cái nhìn chính xác hơn và ứng dụng tốt hơn Do đó việc nghiên cứu tính toán sự làm việc đồng thời của tường cọc bản ứng lực và đất là một trong những ứng dụng đó, cho ta cái nhìn khoa học về
quá trình hình thành và làm việc của kết cầu (Tường — Đất), từ khi thi công tường cọc bản cho đến khi cả hệ chịu lực và đến khi hệ bị phá hoại Với việc mô phỏng gần sát
với điều kiện làm việc của tường cọc bản ngoài thực tế, sẽ cho ta có thể kiểm soát được trạng thái làm việc của tường cọc bản và các nguyên nhân tác động của đất lên
Trang 23- Thực tế các công trình chống sạt lở sử dụng tường cọc bản ứng lực đã được thi công khá nhiều ở Việt Nam như: Công trình cầu cảng; Công trình bờ kè ven sông; Ven
biển và các công trình lấn sông, lắn biên Việc tính toán và sự làm việc đồng thời của
hệ kết cấu tường và đất, theo trình tự quá trình thi công theo phương pháp truyền thống là hết sức khó khăn và ảnh hưởng không it đến môi trường xung quanh Cho nên việc thi công tường cọc bản băng búa đóng Diesel, băng búa rung, bang phương pháp xói nước kết hợp búa rung hoặc băng phương pháp ép tĩnh kết hợp xói nước sẽ là một trong những giải pháp hữu hiệu trong các điều kiện thi công khác nhau hiện nay Giúp
cho các nhà đầu tư, các kỹ sư thiết kế có cái nhìn thực tế hơn, tìm ra lời giải chính xác
hơn và tối ưu hơn và có thể dự đoán các yến tố phức tạp ảnh hưởng trong quá trình thi công nhằm giảm nguy cơ gây thiệt hại, thất thoát làm ảnh hưởng đến chất lượng công trình xây dựng do tác động của môi trường và sạt 16 đất gây ra
5, Giới hạn phạm vi nghiên cứu
- Giới bạn của luận văn tác giả chỉ nói đên ứng dụng của cọc bản BTUL ở một
khu vực cục bộ và chưa tông quát, chưa xét đên các van đề khác như :
- Tải trọng thường xuyên (Tải trọng do các kết cấu, thiết bị, máy móc đặt cố định trên công trình theo yêu cầu công nghệ Tải trọng do ứng suất trước Trọng lượng đất Áp lực hông của đất có xét ảnh hưởng của tải trọng thường xuyên đặt trên mặt đất);
- Tải trọng tạm thời tác động kéo đài (Tải trọng hàng hoá Áp lực thấm của nước trong điều kiện hệ thống nước ngầm hoạt động bình thường Tác động thay đổi
của nhiệt độ môi trường Tác động hoá học của nước biển, nước ngầm Tác động do
thay đổi độ ẩm, co ngót và từ biến của đất nền, của vật liệu);
- Tải trọng tạm thời tác động nhanh (Tải trọng sóng, dòng chảy và gió Tải trọng tàu Tải trọng trong giai đoạn thi công Tải trọng ngang do can cau);
- Tai trọng tạm thời đặc biệt (Gia tăng áp lực thấm do hoạt động không bình thường của hệ thống thoát nước và chống thấm Tải trọng động đất và sóng thần Tác
động hoả hoạn hoặc cháy nỗ gần khu vực tường cừ);
Trang 24Vé dia chất, công tác đất theo vùng và theo khu vực
Về neo, liên kết neo, vị trí neo, đường kính cáp neo va coc neo
Về bích neo, chỉ tiết và vị trí đặc bích neo Về đệm tàu
Hào công nghệ Thang công tác
Trang 25CHUONG 1: TONG QUAN VE UNG DUNG TUONG COC BAN DE BAO VE CAC CONG TRINH XAY DUNG VEN SONG
1.1 Giới thiệu tường cọc ban 1.1.1.Định nghĩa tường cọc bản
- Tường cọc bản là một bộ phận của kết cấu công trình làm bằng bê tông cốt thép ứng lực, được sản xuất tại nhà máy và lắp ghép nằm trong đất Tường cọc bản
được tạo nên bởi các panels bản nối liền với nhau qua các liên kết mềm hoặc liên kết
cứng theo chu vi kè hoặc công trình, tạo nên một hệ thống tường bao trong đất
1.1.2 Vật liệu chủ yếu làm tường cọc bản
- Theo tiêu chuẩn JISA -5354 (1993) của Uỷ Ban Tiêu Chuẩn Chất Lượng
Nhật Bản, yêu cầu chất lượng của vật liệu chế tạo tường cọc bản bê tông cốt thép dự
ứng lực như sau:
* Xi măng: xi măng Porland đặc biệt cường độ cao
* Cốt liệu: dùng tiêu chuẩn kích thước không lớn hơn 20mm
* Phụ gia: phụ gia tăng cường độ của bê tông thuộc nhóm G * Thép chịu lực: Cường độ cao thuộc nhém SD40
* Thép tạo ứng suất trong bê tông: Các sợi cáp băng thép loại SWPR -7B đường kính 12.7mm - 15.2mm
* Cọc ván dự ứng lực có cốt thép đai được bố trí với khoảng cách (a=40- 50cm), cốt chủ thường là cốt thép dự ứng lực loại tao cáp 12.7mm, số lượng tao cáp tuỳ theo chiều dài cọc loại cọc
1.1.3 Kích thước hình học của tường cọc bản
- Kích thước cơ bản của tâm panen cọc bản * Chiều rộng cừ bản 996 mm;
* Chiều dày cừ bản 60-120 mm;
Trang 26- Các chỉ tiêu chuẩn kỹ thuật của tắm pannen cọc bản
* Cường độ bê tông [Rb] = 725 kg/cm’;
* Moment chống uốn [Mc] tuỳ thuộc từng loại kết cầu cọc;
Bảng 1.1 Bang tong hop số liệu của các loại cừ bản Loại cừ | SW120 | SW180 Sw250 | Sw300 | SW350 |SW400 | SW500_| SW600 [Ml lịi |295 573 |906 =| 148.0) 223.0 |3770 | 550.0 (KN-m) - Các dạng mặt cắt sản phẩm tường cọc bản: 1/- Dang song 2/- Dang phang 3/- Dang mat phang/ mat lõm 178 4 150 TỦ 440 150 128.) “ —— “60 | b4ũ 800 FT [ TT” v 2) [a „ + : / _† 220 " 150 | 255 | 150 | 220 996
Hinh 1.1 — Kich thwéc mat cat ngang coc ban SW800
1.1.4 Phương pháp, biện pháp thi công của tường cọc bản
Trang 27- Có nhiều biện pháp để thi công như: Dùng búa đóng Diesel; Dùng búa rung, bằng phương pháp xói nước kết hợp búa rung; Phương pháp ép tĩnh kết hợp xói
nước
1.1.4.2 Biện pháp thi công
- Trong công trình kè việc thi công được chia thành hai nhóm công việc: Nhóm công việc thi công trên cạn và nhóm công việc thi công dưới nước
e_ Nhóm các công việc thi công trên cạn bao gồm: Thi công các hạng mục đỉnh kè, thân kè Các hạng mục công việc này được thi công bình thường trong điều kiện khô ráo, bằng thủ công hoặc bằng máy móc
e _ Nhóm các công việc dưới nước bao gồm: thi công các hạng mục chân kè
(rọ đá, thám đá .) Các công việc thi công dưới nước do điều kiện môi
trường phức tạp nên yêu cầu thiết bị thi công phải chuyên dụng phù hợp với từng công việc
- Việc thi công các công việc dưới nước được đánh giá là khó khăn và mất
nhiều thời gian hơn các công việc trên cạn Mặt khác các thiết bị dưới nước công kẻnh, chiếm nhiều điện tích vì vậy khi thi công các hạng mục này cần phải có phao bè hỗ trợ
và các thiết bị báo hiệu đường thủy, nhằm mục đích đảm bảo an toàn trong suốt quá
trình thi công diễn ra
Trang 28Hì nh I 3— Phương ph áp thi công tường cọc bản
Trang 291.1.5 Tóm tắt ứng dụng tường cọc bản
- Tường cọc bản được tạo nên bởi các panels bản được nối liền với nhau qua
các liên kết mềm hoặc liên kết cứng theo chu vi công trình hoặc bở kè và tạo thành
một hệ thống tường bao trong đất Có tác dụng để chặn đất, giữ cô định mái đất và là một phần kết cấu của các công trình có tầng hầm hay các công trình nằm ở ven sông, lạch hay chịu tác động thường xuyên của dòng chảy gây sạt lở đất nền
1.2 Sự lựa chọn tường cọc bản ôn định bờ đất cho các công trình xây dựng
- Công nghệ cọc bản BTCT dự ứng lực có nhiều tính năng vượt trội như cường độ chịu lực cao nhờ tiết diện dạng sóng và đặc tính dự ứng lực làm tăng độ cứng, khả năng chịu lực của ván Do sản xuất tại công xưởng theo quy trình công nghệ tiên tiến
của Nhật Bản nên chất lượng được kiểm soát chặt chẽ, năng suất cao, chủng loại sản phẩm đa dạng, đáp ứng theo nhiều dạng địa hình và địa chất khác nhau
- Tuổi thọ công trình cũng được nâng cao lên, bởi cọc ván BTCT dự ứng lực duoc san xuất từ những vật liệu có cường độ cao, khả năng chịu lực tốt nên giảm được
rất nhiều trọng lượng vật tư cho công trình, dễ thay thế cọc mới khi những cọc cũ gặp sự cố Hơn nữa, cũng nhờ thép được chống gỉ, chống ăn mòn, không bị oxy hóa trong môi trường nước mặn cũng như nước phèn, chống được thẩm thấu nhờ sử dụng bằng
vật liệu Vinyl cloride khá bền vững
- Ngoài ra, giá thành công nghệ này dễ chấp nhận so với công nghệ truyền
thống, thi công dễ dàng và chính xác, không cần mặt băng rộng, chỉ cần xà lan và xe
câu, vừa chuyên chở cầu kiện, vừa ép cọc là có thể thi công được Một ưu điểm nữa là
trong xây dựng nhà cao tầng dùng móng cọc ép ở các thành phố, có thể đùng cọc ván BTCT dự ứng lực ép làm tường chắn chung quanh móng, để khi ép cọc, đất không bị dồn về những phía có thể gây hư hại những công trình kế cận làm nứt tường, sập đỗ
Ưu điểm:
- Cọc bản bê tông cốt thép dự ứng lực tận dụng được hết khả năng làm việc chịu nén của bê tông và chịu kéo của thép, tiết diện chịu lực ma sát tăng từ 1,5 + 3 lần
so với loại cọc vuông có cùng tiết điện ngang (khả năng chịu tải của cọc tính theo đất
Trang 30- Khả năng chịu lực tăng: mô men chông uôn, xoăn cao hơn cọc vuông bê tông thường, do đó chịu được mômen lớn hơn
- Sử dụng vật liệu cường độ cao (bê tông, cốt thép) nên tiết kiệm vật liệu.Cường
độ chịu lực cao nên khi thi công ít bị vỡ đầu cọc, môi nỗi Tuôi thọ cao
- Có thê ứng dụng trong nhiêu điều kiện địa chất khác nhau
- Chế tạo trong công xưởng nên kiểm soát được chất lượng cọc, thi công nhanh, mỹ quan đẹp khi sử dụng ở kết cấu nỗi trên mặt đất
- Chế tạo được cọc đài hơn (có thể đến 24m/cọc) nên hạn chế mối nối
- Sau khi thi công sẽ tạo thành 1 bức tường bê tông kín nên khả năng chống xói cao, hạn chế nở hông của đất đắp bên trong
- Kết cấu sau khi thi công xong đảm bảo độ kín, khít.Với bề rộng cọc lớn sẽ
phát huy tác dụng chăn các loại vật liệu, ngăn nước.Phù hợp với các công trình có
chênh lệch áp lực trước và sau khi đóng cọc như ở mô câu và đường dẫn
- Cường độ chịu lực cao, tiết diện dạng sóng và đặc tính dự ứng lực làm tăng độ
cứng và khả năng chịu lực của cọc - Tuổi thọ công trình cao
- Đáp ứng mỹ thuật, mỹ quan đô thị
Nhược điểm:
- Công nghệ chế tạo phức tạp hơn cọc đóng thông thường
- Thi công đòi hỏi độ chính xác cao, thiết bị thi công hiện đại hơn (búa rung, búa thuỷ lực, máy cắt nước áp lực )
- Các khu vực có đân cư đan xen nhiêu không thi công đóng cọc được đo chân động
- Giá thành cao hơn cọc đóng truyền thống có cùng tiết điện
Trang 31- Khó thi công theo đường cong có bán kính nhỏ, chỉ tiết nối phức tạp làm hạn
chế độ sâu hạ cọc
- Chiều dài cọc lớn hạn chế trong quá trình vận chuyền
- Do kết cấu kín khít nước, nên chịu áp lực nước chủ động khá lớn
- Do tính cơ giới hoá khá cao, nên khó thi công trong các khu vực hẻo lánh
- Đòi hỏi yêu cần kỹ thuật tương đối cao 1.2.1 Về mặt sử dụng - Bờ kè trục giao thông - Cống, mương - Dé, dap - Đập ngăn nước 1.2.2 Về mặt kết cầu
- Giải pháp cho công trình có ví trí nằm xác bờ sông, rạch chịu tác động thường xuyên của dòng chảy hay các tác động của ngoại lực bên ngoài, làm biến dạng lớp đất
yếu Với bờ kè tường cọc bản BTUL làm tăng tính ổn định đất nền của công trình,
đồng thời làm tăng khả năng chịu tải trọng ngang, tải trọng gió và chắn động địa chat, động đất, cũng như khả năng chống thắm tầng hầm, chống xạc lở cho công trình,
1.2.3 Về an ninh quốc phòng
- Sử dụng làm công sự chiến đấu khi có chiến tranh, hâm chứa vũ khí, trang
thiết bị, các khí tai quân sự, nhất là chống chiến tranh oanh tạc hiện đại
- Việc ôn định đất nền, xây dựng công trình ven sông sử dụng tường cọc bản là
Trang 32trên cho thấy việc sử dụng tường cọc bản BTUL cho các công trình ven sông hay có tang ham ở thành phố lớn là một nhu cầu thực tế và ưu việt trong ngành xây dựng
1.3 Tình hình ứng dụng tường cọc bản ở Thế Giới và Việt Nam
1.3.1 Ứng dụng tường cọc bản BTUL cho các công trình có tầng hầm hoặc công trình ven sông ở trên Thế Giới
- Công trình Lincoln Harbor Pier & Bulkhead Rehabilitation, tai Weehawken,
NJ, USA Owner: The Hartz Group Contractor: Trevcon Construction Company thi công Công trình sử dụng kè tường cọc bản BUL có chiều đài 991 m, chân đáy tường
đài 7m
— ằ.<
eters ah nh
Hình 1.5 — Mô tả thực tế thí công và sử dụng tường cọc bản ở nước ngoài
- Công trình Fun Spot Amusement Park, tại Florida, USA Owner: Decks &
Trang 33
Hình 1.6 - Mô tả ứng dụng tường cọc bản đã thi cơng hồn thiện
1.3.2 Ứng dụng tường cọc bản BTUL cho các công trình có tầng hầm hoặc công trình ven sông ở Việt Nam
- Công trình tuyến kè chống sạt lở sông Ô Môn - Giai đoạn 1 (đoạn từ cầu Ơ Mơn đến rạch Tắc Ông Thục) có chiều dài 1.199 m, tường có kết cấu băng bê tông ứng
lực
- Công trình tuyến kênh dẫn nước vào Nhà máy Nhiệt điện Nhơn Trach 1, tai xa
Phước Khánh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai có chiều dài 2.934 m, dùng cừ
W600A, có L=18m, tường có kết cầu bằng bê tông ứng lực
Trang 34- Công trình tuyến kè hai bên bờ kênh Nhiêu Lộc-Thị Nghé dai 3,845km, trong đó tường kè kết cầu băng bê-tông cốt thép, đỉnh tường dày 30cm, dùng cừ W600A, có L= 18m
Hinh 1.8 — M6 ta thi céng coe ban bằng phương pháp ép thuỷ lực ở kênh Nhiéu Lộc
1.4 Qui trình chính để ứng dụng tường cọc bản
1.4.1 Nguyên tắc chung tính toán tường cừ
- Việc tính toán kết cầu tường cừ được thể hiện theo các bước sau:
Bước 1: Phân tích và tổng hợp số liệu
- Các số liệu về thiết kế, địa hình, khí tượng thuỷ văn;
- Số liệu về thiết bị bốc xếp va tai trong
Bước 2: Xác định các đặc trưng hình học của kết cấu tường cừ - Cao trình đỉnh cừ;
- Cao trình đáy phía trước tường cừ, chiều cao từ đỉnh cừ đến đáy;
- Lựa chọn sơ bộ chân cử
Bước 3: Xác định các đặc trưng hình học của kết cấu tường cừ - Ap lực đất chủ động, áp lực đất bị động;
Trang 35- Tai trong do song;
- Tai trong do thiét bi bốc xếp, hàng hoá trên mặt tường cừ; - Tải trọng do động đất
Bước 4: Xác định chiều sâu hạ cừ, nội lực và độ võng chuyển vị tường cừ - Xác định chiều sâu hạ cừ, nội lực và chuyển Vị của tường cừ;
- Lựa chọn sơ bộ chủng loại cừ
Bước 5: Tính toán hệ thanh chóng neo của tường cừ
- Tính toán chiều đài, đường kính tiết diện thanh neo tường ct; - Lựa chọn sơ bộ bản neo, tường neo, hoặc cọc neo
Bước 6: Tính toán ổn định cho công trình
- Kiểm tra én định lật với điểm neo; - Kiểm tra ôn định trượt phẳng:
- Kiểm tra ôn định chung của công trình
Bước 7: Tính toán cốt thép cho các cấu kiện của tường - Tính toán cốt thép mũ;
- Chọn tiết điện cừ và tính toán cốt thép;
- Tính toán cốt thép bản neo, tường neo hoặc cọc neo
1.4.2 Tính toán các cấu kiện chính của kết cấu tường
- Tính toán cừ
~ Tính toán thanh neo
e_ Xác định đường kính thanh neo e_ Xác định chiều dài thanh neo
Trang 36e Trụneo - Tính toán dầm mũ và các cấu kiện khác e Tính toán dầm mũ e Các cấu kiện khác như: Bích neo, đệm tàu, hào công nghệ, thang công tác, gờ an toàn
1.5 Kinh nghiệm một số công trình ứng dụng tường cọc bản ở thành phố Biên Hòa và các vùng ven lân cận
1.5.1 Điều kiện dat nén thành phố Biên Hòa và các vùng ven
- Tỉnh Đồng Nai, Thành Phố Biên Hòa có địa hình vùng đồng bằng và bình
nguyên với những núi sót rải rác, có xu hướng thấp dần theo hướng bắc nam Có thể phân biệt các dạng địa hình chính như sau
- Địa hình đồng bằng gồm 2 dạng chính: Các bậc thềm sông có độ cao từ 5m
đến 10m hoặc có nơi chỉ cao từ 2m đến 5m dọc theo các sông và tạo thành từng đải
hẹp có chiều rộng thay đổi từ vài chục mét đến vài km Đất trên địa hình này chủ yếu
là aluvi hiện đại
- Địa hình trũng trên trằm tích đầm lầy biển: là những vùng đất trũng trên địa bàn tỉnh Đồng Nai với độ cao dao động từ 0,3m đến 2m, có chỗ thấp hơn mực nước biển, thường xuyên ngập triều, mạng lưới sông rạch chăng chịt, có rừng ngập mặn bao
phủ Vật liệu không đồng nhất, có nhiều sét và vật chất hữu cơ lắng đọng
- Nơi đây với quỹ đất phong phú và phì nhiêu Có 10 nhóm đất chính Tuy nhiên theo nguồn gốc và chất lượng đất có thể chia thành 3 nhóm chung sau:
e Các loại đất hình thành trên đá bazan: Gồm đất đá bọt, đất đen, đất đỏ có độ phì nhiêu cao, chiếm 39,1% điện tích tự nhiên (229.416 ha), phần bố ở phía bắc và đông bắc của tỉnh Các loại đất này thích hợp cho các cây công nghiệp ngắn và dài ngày như: cao su, cà phê, tiêu
e Các loại đất hình thành trên phù sa cổ và trên đá phiến sét: gồm dat
Trang 37Thanh, Nhon Trach) Cac loai đất này thường có độ phì nhiêu kém, thích hợp cho các loại cây ngắn ngày như đậu, đỗ một số cây ăn trái và cây công nghiệp dài
ngày như cây điều
e Các loại đất hình thành trên phù sa mới, gồm: đất phù sa, đất cát Phân bố chủ yếu ven các sông như sông Đông Nai, La Ngà Chất lượng đất tốt, thích hợp với nhiêu loại cây trồng như cây lương thực, hoa màu, rau quả
1.5.2 Mặt bằng một số công trình đã ứng dụng tường cọc bản ở thành phố Biên Hoà và các vùng ven
- Công trình: Dự án gia cố bờ sông Đồng Nai (đoạn từ cầu mới đến Đình phước
Lư đến khu đân cư dọc sông Rạch Cát) thành phố Biên Hòa Giai đoạn 1: Tuyến kè dài
1.850m, cách bờ trung bình 5m Năm 2003-2004
- Công trình: Dự án gia cố bờ sông Đồng Nai (đoạn từ cầu Đồng Nai, thuộc Công ty Ajinomoto đến khu tái định cư 2 ha) Tuyến kè dài 500m, cách bờ trung bình
5m Năm 2006-2007
- Công trình: Dự án Cảng Phước An, tại xã Hiệp phước, huyện Nhơn Trạch tỉnh
Đồng Nai Tuyến kè cầu cảng
1.5.3 Các sự có đã xảy ra khi ứng dụng tường cọc bản ở thành phố Biên Hòa và vác vùng ven, các ảnh hưởng của nó
- Trong những năm gần đây, vấn đề mất ổn định công trình ven sông xảy ra thường xuyên và có chiều hướng diễn biến phức tạp Điều này đã gây ra những ảnh
hưởng lớn đến hệ thống hạ tầng kỹ thuật, ảnh hưởng đến tính mạng và tài sản của nhân
Trang 39CHUONG 2: CO SO LY THUYET TINH TOAN
2.1 Theo tiéu chuan Viét Nam 22TCN 207-92
- Theo tiêu chuẩn này, đối với các công trình tường cọc bản có neo, người fa chia thành hai loại tường cọc bản:
2.1.1 Tường mềm
- Bao gồm tất cả các cọc ván thép và cọc bản BTCT có tỷ số ồc/t< 0,06 Trong đó:
t - độ chôn sâu của tường được tính toán với giả thiết trờng ngàm hoàn toàn õ - chiều cao cấu kiện tường đã tính đổi ra mặt cắt chữ nhật
ổ, _›|12n2
b+A (2.1) Voi: * J - mémen quan tinh cia cầu kiện tường BTCT
* b - kích thước cầu kiện tính theo mép tuyến bến hoặc kè
- Khoảng hở thiết kế giữa các cấu kiện BTCT trong tường mặt
* ng - hệ số lấy bằng tỉ số giữa mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông cấu kiện
Trang 40- Việc tính toán tĩnh học theo nhóm trang thái giới hạn I va II, thực hiện theo
phương pháp đồ giải, ứng với tải trọng trên lm bề rộng tường thông qua việc dựng đa
giác lực và đa giác dây Bằng tính toán này sẽ xác định được độ sâu hạ cừ và các nội
lực tác động trên Im dài tường (gồm mô men uốn M, lực cắt Q và phản lực thanh neo Ra) 2.1.2 Tường cừ có độ cứng lớn - Bao gồm các cọc bản BTCT có tỷ s6 8, /t>0,06 - Khi tính toán người ta sẽ tính toán theo sơ đồ chân tường dịch chuyển tự do MNTT Thanh nạo „ R„ ara Mặt nạo vét TES FE Hình 2.2 — Tường cọc bản tựa tự do
- Việc tính toán có thể sử dụng phương pháp giải tích (cho trường hợp đất đồng nhất), hoặc phương pháp đồ giải (cho mọi loại đất nền)
a/, Tinh toán tĩnh học cho tường cử mém ngàm hoàn toàn
- Phương pháp đồ giải: Các nội dung cần thực hiện gồm: 1) Giả thiết độ sâu chôn cử là t
2) Dựng biểu đồ áp lực tổng của áp lực chủ động và bị động của đất có xét đến
hoạt tai
Cứ ý: - Tiêu chuẩn quy định khi tính toán áp lực đất theo lý thuyết cổ điển, góc ma