TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
HUTECH
University
HUỲNH NGỌC DUY
ỨNG DỤNG TƯỜNG G BARRETTE
DE ON ĐỊNH HO DAO SAU NHA CAO TANG
LUAN VAN THAC SI
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS.VÕ PHÁN Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP.HCM ngày 24 tháng 01 năm 2015 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 Thâm Phan bién 1
3 | TS Trương Quang Thành Phản biện 2 4_ |TS Đào Đình Nhân Ủy viên
Trang 3PHONG QLKH - DTSDH Độc lập — Tự do - Hạnh phúc
TP HCM, ngày 26 tháng 06 năm 2014
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: HUỲNH NGỌC DUY Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 30/12/1983 Nơi sinh: Bình Định Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng & công nghiệp
MSHV: 124187000§
I- Tên đề tài:
Ứng dụng tường Barrette dé ôn định hỗ đào sâu nhà cao tầng II- Nhiệm vụ và nội dung:
1- Nhiệm vụ:
- Phân tích ứng suất tường Barrette én định hố đào sâu nhà cao tầng chịu ảnh hưởng của quá trình đào đất theo công nghệ thi công Bottom-Up
- So sánh chuyển vị của tường Barrette theo phương pháp tính toán với số liệu quan trắc công trình thực tế - So sánh chuyển vị đứng của đất nền theo phương pháp tính toán với số liệu quan trắc công trình thực tế - Mô phỏng đất nền bằng mô hình Mohr-Coulomb 2- Nội dung:
- Chương I: Tổng quan vẻ tường Barrette để ổn định hồ đào sâu
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán phân tích sự làm việc của tuong Barrette
Trang 4IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/12/2014
V- Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Võ Phán
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
Trang 5Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của tác giả, được
thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và tiến hành tính tốn trên cơng trình thực tế
dưới sự hướng dẫn khoa học tận tình của PGS.TS.Võ Phán
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
#2#——
Trang 6LOI CAM ON
Điều đầu tiên, tôi muốn bày tỏ tình cảm sâu sắc, lòng biết ơn chân thành đến
người hướng dẫn tôi PGS.TS Võ Phán đối với tất cả những sự trợ giúp về phương pháp, những đề xuất hướng nghiên cứu cũng như các giải pháp rất có giá trị và quan trọng cho tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này
Tôi chân thành cảm ơn Ban giảm hiệu , ban chủ nhiệm khoa sau đạihọc — Trường ĐH Công nghệ TP Hồ Chí Minh, đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn
Tôi cũng gởi lời chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo cùng các đồng nghiệp công ty
tư vẫn xây dựng Nam Khải, công ty tư vấn xây dựng, địa kỹ thuật & môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu khoa học
Cuối cùng tôi xin cảm ơn những thầy _, bạn bè và người thân có những hỗ trợ
trong suốt quá trình tôi thực hiện luận văn
TP.HCM, tháng 12 năm 2014
Trang 7TÓM TẮT
Tường Barrette là một dạng đặt biệt của tường chan dat, thường được sử dụng để
ồn định hố đào sâu nhà cao tầng Luận văn hướng đến mô hình, tính toán và tiềm năng
ứng dụng tường Barrefte ở Việt Nam Hế đào sâu sử dụng tường Barrette tại công
trình văn hóa đa năng-Thành phố Hồ Chí Minh sẽ được sử dụng để làm ví dụ cho bài
tính toán
Tường Barrette gồm những tấm panel hình chữ nhật liên kết với nhau, giữa các
tắm panen có gioăng chống thấm Ưu điểm của kết cấu tường Barrette là ốn định dưới tác dụng của áp lực đất Ứng dụng tường Barrette trong quá trình thi công hố đào sâu nhà cao tầng theo biện pháp thi công Bottom-Up làm cho việc đào tầng hằm có thể hoàn thành trong thời gian ngắn mà không gặp trở ngại nào
Pham vi luận văn sẽ sử dụng phần mềm Plaxis để tính tốn tường Barrette theo mơ hinh Mohr - Coulomb két qua chuyến vị thu được sẽ được so sánh với số liệu công
Trang 8ABSTRACT
Wall Barrette is a special form of retaining wall , often used to stabilize the deep pit of tall buildings This thesis aims to model , calculate and report Barrette po- tential applications in Vietnam Deep pit wall Barrette use in multi-purpose cultural work - Ho Chi Minh City has been used as a calculation example
Barrette wall consists of rectangular panels linked together , between the panels with waterproof gasket Advantages of Barrette wall structure is stable under the ef- fect of pressure on the land Applied wall during construction Barrette deep pit sky- scraper under construction methods Bottom - Up makes digging the basement can be completed in a short time without any trouble
Trang 9MỞ ĐÀU HH00.380605 881 1xkxske sovsscnsssecsssnsccusnscssssnsossenscsssoneessnsoses 1
1 Tính cấp thiét ctia dé tai cecsccccccceccseessessessseesssesssesssessessvessnessesssnesssessseessesssvennees 1 2 NGi dung nghién ctru ctha dé tabi ccc esesssessessesstestecsssnsstcstsseesesssecscstecuecussesseeees 1
3 Phương pháp nghiên cỨU SH HH HH HH1 1111110171101 E11 1
4 Tính khoa học và thực tiễn ¿c1 2h Sh S231 v11 E2 12115 12k re 2
l C003 0/6) 2
CHUONG 1: TONG QUAN VE TUONG BARRETE DE ON
ĐỊNH HÓ ĐÀO SÂU NHÀ CAO TÀNG ¬ 3
1.1.Giới thiệu tường BarFreff€ - ác cv 1.14101112115111 11 03 1511 Hà ngu 3 1.1.1 Định nghĩa tường Barrette (N guyễn Văn Quảng, 2007) 3 1.1.2 Vật liệu chủ yêu làm tường BarT€tf€ - cv snntiererrirrree 3 1.1.3 kích thước hình học của tường Barrette (Võ Phán, 2010) 3 1.1.4 Công nghệ thi công tường Barretfe€ LH e 3 1.1.5 Phạm vi ứng dụng tường Barrette (Võ Phán, 2010) 7 1.2 Sự lựa chọn tường Barrette cho các công trình xây dựng nhà cao tâng 8 1.2.1 Về Irặt SỬ dỤng - ch 10110101101 101108011 ce 8
NV S5 9
1.2.3 Vé an ninh quéc phòng — N4 1A 9 1.3 Tình hình ứng dụng tường Barrette cho tang ham ở Thé Giới và Việt Nam 9 1.3.1 Ứng dụng tường Barrette cho tầng ham nha cao tang 6 Thé Gidi 9 1.3.2 Ung dụng tường Barrette cho tầng hầm nhà cao tầng ở Việt Nam 10 1.4 Nguyên tắc thiết kế kết cấu tường Barrette cc-ccccccccveerrrreeerrrvee 13 1.5 Đặc điểm thiết kế của kết cầu tường Barrette -ccccccceccrerrrree 14
CHUONG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÉT TÍNH TỐN PHÂN TÍCH
SỰ LÀM VIỆC CỦA TƯỜNG BARRETTE - 15
2.1 Lý thuyết xác định áp lực đất lên tường -. s-©cccccecreecrxrerxrrrerree 15 2.2 Các phương pháp xác định áp lực đất . ccccsccsecreererrrerrerrrrrrrrs 15 2.2.1 Lý thuyết Coulomb c-c:ccccctverttrrriiriirirrirriiiririiirrrd 15
2.2.2 Lý thuyêt Rankine «che rrike 18 2.2.3 Áp lực tác dụng lên tường trong một số trường hợp riêng 19
2.2.3.1 Áp lực đất lên tường chắn trong trường hợp đất nền không đồng nhất20
Trang 102.2.3.3 Trường hợp trên mặt nền đất có tải trọng tác dụng 20
2.2.3.4 Áp lực ngang của đât tác dụng lên tường khi trên mặt đât có phương tiện giao thông HH re 21 2.2.3.5 Áp lực ngang từ công trình hiện có cu HH re 22 2.3 Phương pháp tính toán tường Barrette - HH 11 re, 22 2.3.1 Tính toán tường theo phương pháp phần tử hữu hạn 22 2.3.2 Phương pháp phân tử hữu hạn, sử dụng phân mềm Plaxis 24
2.3.3 Mô hình mô hình đất cccctikierririiiiiiiiirde 26
PC ca Da ng ốc ẽ ẽe.e 27 2.4.1 Quan trắc chuyển vị tường Barrette tại hiện trường cc.ceeececve 27 2.4.2 Quan trắc lún đất nền tại hiện trường cv xe 29
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH TOA NHÀ VĂN HÓA ĐA NĂNG 59-61 PASTEUR-QUẬN 1-
TP.HCM s2 nssrsssesse +959993885905056085906801906 8056 — 31
3.1 Giới thiệu về cơng trình ©V2.et©2E+xevEEEEEeSEELEEErELkerrrrkkkrrrrrrkrree 31
3.2 Thông số đất nền và kết cấu thi cơng .-. -.2-+-©22cceccEEEkertrrrkrrrrrveed 31
3.3 Thiết kế hệ tường vây và trình tự thi công . cccccksrrEterrrrrerrrrrecree 35
3.4 Mô phỏng bằng phản mềm Plasxit theo mô hình Mohr - Coulomb 4I
3.5 Kết quả nội lực trong thanh chống .- -:-++:++ 2222 22vvvzvvrvreercerred 57
3.6 Ứng suất của 8005051 8n 57 3.7 Biểu đồ nội lực và chuyển vị ngang tường Barreffe sec 66 3.8 Quan trắc chuyên vị tại hiện THUONG 11 66
3.9 Kết qua phan tich eccccscscsccsssssesssssessssssecsssssescsssssssesssesecssssveseessssecssasseceesusteesneeess 69
3.10 Chuyển vị đứng của đất xung quanh hồ đào .-¿-ccccveecrerveeee 70
KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ secsenesssenecneoesces 72
000/0 72 KIÊN NGHỊ -ccrtrrrrrrrnhn HH .1.11111111111xecrerrrree 72
TAI LIEU THAM KHẢO 4 seesssssesses 73
Trang 12Ung suat phap
Độ cứng chống nén' Độ cứng chông uôn Bước neo
Trang 13DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Thi công đào móng tường Barrette -ccceerrrrrrreseirirrirrrree 5
Hình 1.2 Lắp đặt lồng thép -552+cetttrrrr Er Lrtriirrirriiririere 6
Hình 1.3 Mô tả thi công hạ lồng thép và đỗ bê tông panen -cseceeeee 7 Hình 1.4 Gioăng ngăn nước - sex 18011042204111010-eetnrnrev 7
Hình 1.5 Tòa nhà cục tầng vô số tuyến điện-Hà Nội - -ccsiieerrrrerrrie 10
Hình 1.6 Chung cư 16B Nguyễn Thái Học-Hà Nội . -ccererer I1
Hình 1.7 Tòa nhà văn hóa đa năng-Thành phố Hồ Chí Minh .- 12 Hình 1.8 Chung cư Bình An-Thành phố Hồ Chí Minh .- -ce 12 Hình 2.1 Mô hình Mohr — Coulomb Đần hôi -đẻo occseeceererirerrrriirrriee 26
Hình 2.2 Mô hình mặt dẻo Mohr-Coulomb với ứng chính - -:-«r-<+ 27
Hình 3.1 Phối cảnh và mặt bằng tường Barrette của công trình Nhà văn hóa đa năng 3 Hình 3.2 Hồ đào lúc thi công đến độ sâu 6.75m ccccccriertriirrrrrirerrree 35 Hình 3.3 Thi công tường vây, dầm đầu tường,Đào đất lần 1 xuống cao trình -1.700m ¬ À 36 Hình 3.4 Lắp dựng hệ chống tạm thứ nhất H400x300x10x16 ở cao trình -1.200m, Hút nước lần 1 đến cao trình -5.200m, đào đất lần 2 xuống cao trình -4.700m 36 Hình 3.5 Lắp dựng hệ chống tạm thứ 2 H400x300x10x16 ở cao trình -4.200m Hút nước lần 2 đến cao trình -8.200m, đào đất lần 3 xuống cao trình -7.700m 37 Hình 3.6 Lắp dựng hệ chống tạm thứ 3 H400x300x10x16 ở cao trình -7.200m, Hút nước lần 3 đến cao trình -10.800m, đào đất cục bộ lần 4 tại vị trí các đài móng xuống
CAO trimh -10.300m uuu cc /Á 11 38
Trang 14Hình 3.15 Ứng suất tường Barrette ở phase 5 -ccereerrrtrrrreerrrrrerreee 39
Hình 3.16 Ứng suất tường Barrette ở phase 6 onieieerriirirrerirrirrie 60
Hình 3.17 Ứng suất tường Barrette ở phase 7 ccenrereirerrierririrerrrrie 60
Hình 3.18 Ứng suất tường Barrette ở phase 8 coi 61
Hình 3.19 Ứng suất tường Barrette & phase 9 coi 61 Hình 3.20 Ứng suất tường Barrette ở phase 10 osseenieererirrrrrirrri 62 Hình 3.21 Ứng suất tường Barrette ở phase l Ì -+-serreerrrtrerrrrr 62
Hình 3.22 Ứng suất tường Barrette ở phase 12 csccccenrriirirrriiirrrrrrrie 63
Hình 3.23 Ứng suất tường Barrette ở phase 13 crsnieerieerrrrrrrrrie 63
Hình 3.24 Ứng suất tường Barrette ở phase 14 c-ceerrrrreerierererrre 64
Hình 3.25 Ứng suất tường Barrette ở phase 15 - cccrnrrrrrrerrerrrrrrre 64
Hình 3.26 Biểu đồ ứng suẤt -22St2ctxerrrrr.ttrrrttrirrtrrirrriiirrrrirrrrrr 65 Hình 3.27 Biểu đồ nội lực và chuyển vị ngang tường Barrette - 66
Hình 3.28 Sơ đồ bố trí hồ quan trắc chuyển vị ngang tường vây -«- 67
Trang 15DANH MUC CAC BANG
Bảng 3.1 Tổng hợp thông số dia Chat c ccscscesssesssessssssseecssssssessecssesssesesvesseeeseeesneesnens 32
Bảng 3.2 Thông số tường Vây, 5 5s tì v21 1110111 2111.11.11 cxerrrre 32 Bảng 3.3 Thông sỐ sản s1 TL 11131 1071113911411 11111e1e1xerxee 33
Trang 161 Tính cấp thiết của đề tài
Đắt nước ta đang trong quá trình phát triển mạnh mẽ vì vậy trong những năm gần
đây các thành phố lớn ở Việt Nam, đặc biệt là thành phố Hồ Chí Minh, các công trình
nhà cao tầng có tầm vóc lớn đang được xây dựng nhiều, với qũi đất ngày càng hạn hẹp để tận dụng tối đa diện tích đất đai nên sử dụng không gian dưới mặt đất, nhiều công trình cao tầng với nhiều tầng hầm được xây dựng Vấn đề đặt ra là mức độ an toàn cho bản thân công trình cũng như các công trình lân cận liền kề là hết sức quan trọng Do đó việc ứng dụng tường Barrette trong hồ đào sâu nhà cao tầng là biện pháp hiệu quá
để xây dựng công trình có sử dụng tầng hầm với đặc điểm nền đất yếu, mực nước
ngầm cao và có nhiều công trình xây liền kề Thực tế tường Barrette đã được nhiều nước trên thế giới sử dụng từ năm 1970 Ở Việt Nam tường Barrete cũng được ap
dụng năm 1994 ở Hà Nội và Hồ Chí Minh và rất ôn định cho hố đào sâu nha cao tang,
nên việc xem xét ứng dụng tường Barrette rộng rải cho nhà cao tầng có tầng hầm là
cần thiết
2 Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Phân tích ứng suất, biến dạng tường Barrette ôn định hố đào sâu nhà cao tầng
chịu ảnh hưởng của quá trình đào đất theo công nghệ thi công Bottom-Up
- So sánh chuyển vị của hệ tường Barrette theo phương pháp tính toán với số liệu
quan trắc công trình thực tế
- So sánh chuyển vị của đất nền theo phương pháp tính toán với số liệu quan trắc công trình thực tế
- Mô phỏng đất nền bằng mô hình Mohr-Coulomb 3 Phương pháp nghiên cứu
- Tính toán tường Barrette theo các giai đọan thi công theo phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm Plaxis
- Mô phỏng đất nền theo quá trình đào tầng hầm
Trang 17- Thực tế các công trình tường Barrette trong hố đào sâu nhà cao tầng đã được ứng
dụng khá nhiều ở Việt Nam như : Tòa nhà văn hóa đa năng có 3 tầng hằm-Quận 1- Hồ
Chí Minh ,Công trình Vietcombank Hà Nội có 22 tầng lầu, 2 tầng hằm, công trình Sài Gòn center có 25 tầng lầu, 3 tầng hằm-Hồ Chí Minh
- Đề tài giúp làm rõ các ưu điểm cũng như tính nỗi trội của tường Barrette cho hồ đào sâu nhà cao tầng
-Phân tích đánh giá ứng suất, biến đạng dé dua ra những so sánh và rút ra các nhận
xét khoa học
- Đánh giá chuyển vị của đất xung quanh hố đào
-Tóm lại sẽ cho ta có cái nhìn rộng hơn làm cơ sở góp phần hiệu quả phát triển
tiềm năng của tường Barrette trong các công trình nhà cao tầng có hỗ đào sâu hiện tại và tương lai
5 Giới hạn phạm vỉ nghiên cứu
Trong giới hạn của luận văn tác giả đi sâu vào: Ứng dụng tường Barrette để én
định Hồ đào sâu nhà cao tầng
Trang 18ON DINH HO DAO SAU NHA CAO TANG
1.1.Giới thiệu tường Barrette
1.1.1 Định nghĩa tường Barrette (Nguyễn Văn Quảng, 2007)
Tường Barrette là một bộ phận kết cấu công trình bằng bê tông cốt thép, được đúc tại chỗ hoặc lắp ghép nằm trong đất Tường không thi công bằng lưỡi khoan hình tròn mà bằng loại gầu ngoạm hình chữ nhật tường Barrette được tạo nên bởi các panen Barrette nối liền với nhau qua các liên kết mềm hoặc liên kết cứng theo chu vi nhà tạo nên một hệ thống tường bao trong đất
1.1.2 Vật liệu chủ yếu làm tường Barrette
- Bê tông dùng cho tường Barrette là bê tông Max > 300 - Cốt thép:
+ Thép chủ thường dùng có đường kính (16+32)mm loại AIIrAIII, + Thép đai thường dùng có đường kính (12+16)mm Loại AI hoặc AII
1.1.3 kích thước hình học của tường Barrette (Võ Phán, 2010)
Các panen Barrette thường có tiết diện hình chữ nhật với chiều rộng từ 0,5m đến
1,8m; chiều dài từ 2,4m đến 6,7m; chiều sâu thông thường từ 12m đến 30m, cá biệt có
những công trình sâu đến 100m Ngoài ra panen barrette còn có thể có các loại tiết diện khác như : chữ thập (+),hình chữ T, hình chữ L„ hình chữ I hoặc hình ba chạc Y
1.1.4 Công nghệ thi công tường Barrette
Tường Barrette gồm những panen được nối với nhau, giữa các panen có gioăng chống thắm, gioăng chống thấm bằng cao su hoặc bằng thép hình
Sử dụng thiết bị thi công chuyên dụng với các gầu đào phù hợp với tiết điện tường Barrette để đào hồ sâu Đồng thời sử dụng dung dịch Bentonite để giữ cho thành
hố đào không bị sạt lở Đặt lồng thép vào hố đào, tiến hành đỗ bê tông theo phương pháp vữa dâng, dung dịch Bentonite trào lên do bê tông chiếm chỗ được gom vào bể thu hồi để xử lý và sử dụng lại
Trang 19đào đến đâu phải kịp thời cung cấp dung dich Bentonite dén đó cho đây hồ đào để
giữ cho hố đào không bị sạt lở
Bước 2: Đào phần hố bên cạnh cách phần hồ đào đầu tiên một dải đất, làm như
vậy để cung cấp dung dịch Bentonite vào hố đào sẽ không làm thành hồ đào cũ bị sạt lở
Bước 3: Đào nốt phần còn lại (đào trong dung dịch Bentonite) để hoàn thành một
hồ Panen đầu tiên theo thiết kế
* Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đỗ bê tông cho (panen) đầu tiên Bước 4: Hạ lồng thép vào hố đào sẵn trong dung dịch Bentonite sau đó đặt gioăng chống thấm (nhờ bộ gá lắp bằng thép chuyên dụng) vào vị trí
Bước 5: Đỗ bê tông theo phương pháp vữa dâng, thu hồi dung dịch Bentonite về
trạm sử lý Bê tông của tường Barrette thường có mác 250-300” Ống đổ bê tông
phải luôn chìm trong bê tông tươi một đoạn khoảng 3m để tránh cho bê tông bị phân tầng, bị rỗ
Bước 6: Hoàn thành đỗ bê tơng tồn bộ tường Barrette (panen 1), khi đổ bê tông
nên đỗ cao hơn so với thiết kế một đoạn 0,5m để sau này đập bỏ phần bê tông này
đi là vừa
* Đào tắm tường Barrette tiếp theo và tháo bộ gá lắp gioăng chống thắm Bước 7: Đào một phan hố, sâu đến đáy thiết kế của tường ( đào trong dung dịch bentonite), đào các tắm tường tiếp theo khi tắm tường trước bê tông đã ninh kết
lớn hơn 8 giờ
Đào tiếp đến sát tắm tường (panen 1) thứ nhất
Gỡ bộ gá lắp gioăng chống thấm bằng gàu đào khỏi cạnh tắm tường thứ 1 nhưng gioăng chống thắm vẫn còn nằm tại vị trí tiếp xúc với tắm tường thứ 2
Trang 20- _ Bước 11: Đỗ bê tông cho tắm tường thứ 2 (panen 2) bằng phương pháp vữa dâng như tắm tường số 1
- Bước 12: Tiếp tục đào tắm tường thứ 3 (panen 3) ở phía bên kia của tắm tường
thứ 1, thực hiện việc hạ lồng thép, đặt bộ gá cùng gioăng chống thấm và đỗ bê tông cho tắm tường thứ 3 giống như đã thực hiện cho các tắm tường trước Tiếp tục theo qui trình thi cơng như vậy để hồn thành toàn bộ tường Barrette theo như thiết kế, khi thi công cần đặt các ống âm để kiểm tra chất lượng bê tông trong từng tâm tường
BH và # \
Trang 21
` B
Trang 22
Lop túa kauee tạo thép CHÍ
và Bếp U[sos Sài te Roelsega) OF tang aed kM tị ng Hình 1.3 Mô tả thi công hạ lồng thép và đỗ bê tông panen
Hình 1.4 Gioăng ngăn nước
1.1.5 Phạm vi ứng dụng tường Barrette (Võ Phán, 2010)
Ưu điểm nỗi bật của tường barrette so với các tường khác là nó có tiết diện ngang
rat da dạng, mô men chống uốn lớn, sức chịu tải rất lớn khoáng từ 600T đến
Trang 23Công trình tháp đôi ở Petronas Towers -Malaysia có hai toà nhà chiều cao trên 100
tầng đã dùng cọc barrette 1,2 x 2,8m sâu tới 125 m, có nhiều tầng hằm với chiều sâu
20m
Tại Việt Nam, từ năm 1994, cọc barrefte cũng đã được sử dụng ở thủ đô Hà
Nội và thành phố Hồ Chí Minh, như:
- Tại công trình Sai gon center tower- 65 Lê lợi, thành phố Hồ Chí Minh với 3 tang hầm và 25 tầng lầu, đã dùng cọc Barrette có kích thước 0,6 mx2.8m và 1.2mx6.0m sâu
25m
- Tại Công trình Vietcombank tower- 198 Trần Quang Khải thành phố Hà Nội với 2 tầng hầm và 22 tầng lầu đã dùng cọc Barrette có kích thước 0,8 mx2.8m sâu 55m
1.2 Sự lựa chọn tường Barrette cho các công trình xây dựng nhà cao tầng
Việc phát triển nhà cao tầng là xu hướng tất yếu của xây dựng đô thị ở nước ta Xây dựng nhà cao tầng đòi hỏi có tầng hằm với các lý do:
- Chôn sâu phần móng tạo sự Ổn định công trình - Thêm diện tích sử dụng cho các phan kỹ thuật
Tường Barrette là giải pháp hữu hiệu khi phải xây dựng các tầng hằm của công trình
Việc xây dựng các tầng hằm nhằm đáp ứng các nhu cầu sử dụng cụ thể như sau:
1.2.1 Về mặt sử dụng
-Làm gara để xe ô tô
- Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng, bể bơi, quay bar,
- Lam tang ki thuat đặt các thiết bị máy móc
Trang 24- Giải pháp nhà cao tầng có tầng hầm, trọng tâm của công trình hạ thấp, do đó làm tăng tính ổn định của công trình, đồng thời làm tăng khả năng chịu tải trọng ngang, tải trọng gió và chân động địa chất, động đất, cũng như khả năng chống thấm tầng hầm cho céng trinh,
1.2.3 Về an ninh quốc phòng
Việc xây dựng công trình sử dụng tường Barrette là hợp lý và cần thiết Làm các tầng hầm nhà cao tang phai trở thành một công việc quen thuộc trong ngành xây dựng ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam Nhà có tầng hầm đảm bảo được yêu cầu vệ sinh môi trường, hạn chế tiếng ồn, sử dụng đa chiều và giải quyết được vấn đề tiết kiệm đất xây dựng Từ đó cho thấy việc sử dụng tường Barrette cho các nhà cao tầng ở thành phố lớn là một nhu cầu thực tế và ưu việt trong ngành xây dựng
1.3 Tình hình ứng dụng tường Barrette cho tầng hầm ở Thế Giới và Việt Nam
1.3.1 Ứng dụng tường Barrette cho tầng hằm nhà cao tầng ở Thế Giới
Ở châu Âu, châu Mỹ và nhiều nước trên thế giới có nhiều công trình nhà cao tầng
đều được xây dựng có tầng ham Mot sé công trình đặc biệt có thể xây dựng được
nhiéu tang ham
Tiêu biểu một số công trình trên thế giới:
- Téa nha Dai Lau Tan Hang-Trung Quéc-70 tang: hai tang ham - Toa nha Chung- Wei-Dai loan-20 tang: ba tang ham
- Tòa nhà Chung-Yan-Đài loan-19 tầng: ba tang ham
- Tòa nhà Cental Plaza-Hồng Kông-75 tang: ba tang ham
- Tháp đôi Kuala Lumpur city Centre-Malaysia — Cao 85 tầng: có nhiều tầng hầm
- Tòa thư viện Anh-7 tầng: bốn tầng hầm
- Tòa nhà Commerce Bank-56 tầng: ba tang ham
Trang 25- Tòa nhà Chung-hava-Đài loan-16 tầng: ba tầng hầm
Đặc biệt ở thành phố Philadenlphia, Hoa Kỳ, số tầng hầm bình quân trong các tòa nhà của thành phó là 7
1.3.2 Ung dung tuéng Barrette cho tang ham nha cao tầng ở Việt Nam Ở Việt Nam, từ năm 1994 đến nay đã có một số công trình nhà cao tầng có tầng hằm đã và đang được xây dựng:
Tại Thành phố Hà Nội có các công trình tiêu biểu như:
- Cục tần số vô tuyến điện, Trần Duy Hưng, Hà Nội: tường Barrette 800, 27 tầng có ba tang ham in an Sere pe pee ret
Hinh 1.5 Toa nha cuc tang vô số tuyến điện-Hà Nội
Trang 2611
Hình 1.6 Chung cư 16B Nguyễn Thái Học-Hà Nội
- Trung tâm thông tin: TTXVN, 79 Lý Thường Kiệt, Hà Nội: tường Barrette, có hai tang ham
- Vietcombank Tower, 98 Trần Quang Khải, Hà Nội: tường Barrette, có hai tầng ham
- Trung tâm thông tin Hàng hai Quốc tế, Kim Liên, Hà Nội: tường bê tông bao quanh, hai tang ham
- Tòa tháp đôi Vincom, 191 Bà Triệu, Hà Nội: tường Barrette, có hai tầng hằm
- Khách sạn Hoàn Kiếm Hà Nội, phố Phan Chu Trinh, Hà Nội:hai tang ham - Sunway Hotel, 19 Phạm Đình Hồ, Hà Nội: tường Barrette, có hai tầng ham
- Hacinco-Tower, Hà Nội: tường Barrette, có hai tầng ham
- Kho bạc nhà nước Hà Nội, 32 Cát Linh, Hà Nội: tường Barrette, có hai tầng ham
Tại Thành phố Hồ Chí Minh có những công trình tiêu biểu sau:
- Tòa nhà văn hóa đa năng 59-61 Pasteur, quan 1, thanh phố Hồ Chí Minh: tường Bar-
Trang 28- Tòa nhà Vincom tower số 70-72 Lê Thánh Tôn, quận 1, Hà Chí Minh: tường Bar-
rette, có sáu tang ham
- Tòa nhà công nghệ cao, thành phố Hồ Chí Minh: tường Barrette, có một tang ham
- Cao ốc văn phòng Phú Mỹ Hưng, thành phố Hồ Chí Minh: tường Barrette, có hai
tang ham
- Tháp Bitexco, thành phố Hồ Chí Minh: tường Barrette, có hai tang ham
- Sài Gòn Center, 65 Lê Lợi, quận 1, thành phố Hồ Chí Minh: tường Barrette, có ba tầng hầm - Trung tâm thương mại Quốc tế, 27 Lê Duẫn, thành phố Hồ Chí Minh: tường Bar- rette, có hai tầng hầm Tại Nha Trang cũng có công trình Khách sạn Phương Đông: tường Barrette, có ba tầng ham
1.4 Nguyên tắc thiết kế kết cấu tường Barrette
- _ An toàn tin cậy: Thiết kế phải đáp ứng tuyệt đối về yêu cầu cường độ, tính ổn định tổng thể của công trình, của hệ thống kết cấu Kết cấu phải chắc chắn biến dạng của tường không ảnh hưởng đến công trình lân cận
- _ Tính kinh tế : Khi đảm bảo điều kiện về an toàn, tin cậy của kết cấu chắn giữ thì
xác định hiệu quả kinh tế của phương án trên cơ sở tổng hợp các yếu tổ về thời
gian, vật liệu, thiết bị nhân công và bảo vệ môi trường
- Thuận lợi thi công: Khi thiết kế tường Barrette nên có hình dáng đơn giản thuận
tiện cho thi công, sủ dụng công nghệ đơn giản phù hợp với máy móc thiết bị để thi công nhanh chóng, rút ngắn thời gian thi công đảm bảo an toàn lao động
- _ Tường Barrefte là một bộ phận kết cấu công trình, là tường của tầng hằm Trong
Trang 291.5 Đặc điểm thiết kế của kết cầu tường Barrette
Tính không xác định của ngoại lực: Ngoại lực tác dụng lên tường như áp lực đất chủ động, áp lực đất bị động, tải trọng trên mặt đất xung quanh thành hố đào sẽ
thay đổi, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, phương pháp thi công, giai đoạn thi
công
Tính không xác định của biến dạng: Kiểm soát biến dạng là một yêu cầu quan trọng của thiết kế tường barrette, nhưng có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng này như độ cứng của tường chắn, cách bố trí khoảng cách thanh chống, tính chất của đất nền, cao độ của nước ngầm, phương pháp thi céng
Tính không xác định của đất: Tính không đồng nhất của đất nền,đất nền với nhiều
tầng nhiều lớp thay đổi phức tạp không có qui luật hơn nữa số liệu địa chất có
nhiều phương pháp xác định khác nhau ( như thí nghiệm ngoài hiện trường, trong phòng, cắt có hoặc khơng thốt nước ) tùy theo mẫu đất lấy ở những vị trí, giai đoạn thời gian thi công khác nhau của hố móng thì tính chất của đất cũng thay
đổi, sự tác động của đất nền lên kết cấu từ đó cũng thay đổi
Những yếu tế ngẫu nhiên dẫn đến sự thay đổi: Những thay đổi của thời tiết,
những hệ thống chôn ngầm có sẵn trong đất ảnh hưởng đến việc thi công của hố
Trang 30CHUONG 2: CO SO LY THUYET TINH TOAN PHAN TICH
SU LAM VIEC CUA TUONG BARRETTE
2.1 Lý thuyết xác định áp lực đất lên tường
Phân loại tường chắn: theo vật liệu, hình dang, độ cao, độ cứng Irong đó việc phân loại theo độ cứng là quan trọng nhất, vì đó là yếu tố để tính toán sự làm
việc đồng thời giữa tường chắn và nền đất
Áp lực đất phụ thuộc vào chuyển vị giữa đất và tường
Áp lực tĩnh: Khi tường chắn được giữ nguyên không dịch chuyển, đất sau tường ồn định không bị biến dạng ngoài một phần biến dạng rất nhỏ do trọng lượng bản thân đất gây ra Áp lực đất lên tường gọi là áp lực tĩnh Pt
Áp lực chủ động: Khi tường dịch chuyển ra phía ngoài nền đất, đất sau tường được giãn ra Áp lực đất lên tường giảm xuống Chuyển vị của tường càng lớn ,
áp lực đất càng nhỏ Khi chuyển vị đạt đến giá trị nhất định thì xuất hiện vết nứt trong đất Khối đất sau tường sẽ trượt xuống theo các vết nứt này mà người ta
gọi là mặt trượt chủ động Áp lực đất tương ứng với thời điểm xuất hiện mặt
trượt gọi là áp lực chủ động Pc
Áp lực bị động: Khi tường dịch chuyển vào phía trong nền đất, đất sau tường bị nén chặt lại, áp lực đất lên tường tăng lên Chuyển vị càng lớn, áp lực càng tăng
mạnh Khi chuyển vị đủ lớntrong đất cũng xuất hiện vết nứt gọi là mặt trượt bị
động Đất bị đây theo mặt trượt này lên phía trên Áp lực đất lên tường đạt đến
giá trị gọi là áp lực bị động Pụ
2.2 Các phương pháp xác định áp lực đất
Hiện nay có rất nhiều phương pháp xác định áp lực chủ động và bị động lên tường chắn, tuy nhiên luận văn giới thiệu 2 phương pháp dựa trên lý thuyết cân bằng giới hạn do Rankine khởi xướng và dùng mặt trượt giả định Coulomb 2.2.1 Lý thuyết Coulomb
Nam 1773, Coulomb đề nghị phương pháp xác định áp lực đất tác dụng lên
Trang 31® Lăng thể trượt ABC ở trạng thái cân bằng đéo còn nguyên khối
e Xem như mặt trượt BC là mặt trượt phẳng e Lực dính phân bố đều trên mặt trượt BC ® Áp lực đất chủ động
a Xác định áp lực đất chủ động của đất rời:
Căn cứ vào sự phân tích cân bằng các lực tác dụng lên khối đất ABC ở trạng thái cân bằng dẻo, Coulomb đã chứng minh công thức xác định áp lực đất chủ động
tác dụng lên lưng tường như sau:
-_1 2 cosllf —œ) cos(0—/).cosijf =ø)
Eq = 2 yl cos2Ø sinsin (Ø—ø).sinÏff~ø+} (2.1)
Và hệ số áp lực đất chủ động:
2fa—
K„ ={ 2 feos eB sinsin (p+@a)sin (@e~ø@g) l (2.2)
€0s .Cos 0+ø,)|x+ coscos (ñ+øa)cos (8 —øa)
Trong trường hợp đặc biệt mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng, tường hoàn toàn trơn láng, nghĩa là œ = 0,ø„ = 0, = 0
Tổng áp lực đất tác dụng lên lưng tường:
E„= 2yH? tg*(45° — 2) (2.3)
Trang 32Sô+g
Áp lực đất chủ động trong đất dính được viết:
2 cos {tf ~œ) cos (Ø„—ø).sin (Øc—øœ)—H.c.cos ø.cos F8 —œ) (2.4)
1
E, = 2 yH cos?B cos B.sincos 8.sin (Øc—øœ).sin l#Ð;—ø+)
Tổng áp lực đất tác dụng lên lưng tường:
E, = syH?tg? (459 — #) — 2c H tạ (459 — $) (2.5)
® Áp lực đất bị động
a Xác định áp lực đất bị động trong đất rời
Sự phân tích mô hình của khối đất, cũng như phương pháp phân tích hợp lực tác dụng lên khối đất hoàn toàn tương tự như trường hợp áp lực đất chủ động Tuy
nhiên, do khối đất lúc này có xu hướng bị trồi lên, do đó chiều của các lực tương ứng khác với trường hợp khối đất bị trượt do áp lực đất chủ động
Như vậy tổng áp lực đất bị động của đất rời được trong trường hợp đặc biệt,
mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng, tường hoàn toàn trơn láng, nghĩa là
Trang 33Ep = > yH?tg? (45° + 2) (2.6)
b Xác định áp lực đất bị động trong đất dính
Tổng áp lực đất bị động của đất dính được trong trường hợp đặc biệt, mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng, tường hoàn toàn trơn láng, tức là œ = 0,ø„ =
0,6=0
= LyH2taz2 0,0 0#
Ep = 5 yH?tg? (45° + 2) + 2c.H tg (45° + 2) (2.7)
2.2.2 Ly thuyét Rankine
Dựa trên phân tích trạng thái ứng suất của một mẫu đất kết hợp điều kiện phá
hoại Mohr, Rankine đã đề nghị các điều kiệncân bằng của một phân tố đất và được gợi
là điều kiện cân bằng Mohr-Rankine từ quan hệ ứng suất Ø; Øx,Øy Và T;y VỚI các Ứng suất chính nhỏ nhất và lớn nhất Ơi Ơ3:
+ (2) +72 (2.8)
e Trạng thái áp lực đất chủ động
Với khái niệm rằng áp lực áp lực đất chủ động phát sinh khi khối đất bị trượt ra
Trang 34các vòng tròn Mohr có ứng suất chính lớn nhất ø; là hằng số Các vòng Mohr nay ngày càng phát triển về phía trái
Trạng thái cân bằng phá hoại dẻo hay chính xác là trạng thái cân bằng chủ động
xuất hiện khi vòng Mohr ứng suất chạm đường sức kháng cắt Rõ ràng có thể thấy
răng khi đó, quan hệ ứng suất chính được thể hiện qua biểu thức
a Déi voi dat dính: Gig = o35.tg? (45° +2) + 2c'tg (45° +£) (2.9) O3p = oi.tg? (45° — 2) — 2c'tg (45° — 2) (2.10) b Đối với đất rời: Gis = ayy.tg? (45° +2) (2.11) đạ; = ø¡;.tg? (459 = ©) (2.12) Và đặt hệ số áp lực k„ có dang: kq = tg? (459-2) (2.13)
2.2.3 Áp lực tác dụng lên tường trong một số trường hợp riêng
Trong thực tế điều kiện làm việc dồng thời giữa đất nền và tường chắn phức
tạp hơn nhiều Điều kiện càng phức tạp, độ chính xác đòi hỏi càng cao thì sơ đồ tính
Trang 35như tính chất cơ lý, trạng thái ứng suất trong nền, ma sát giữa đất và tường và các
yếu tế khác
2.2.3.1 Áp lực đất lên tường chắn trong trường hợp đất nền không đồng nhất
-Giả thiết nền đất cầu tạo từ những lớp đất song song với mặt đất có chiều dày hi
mỗi lớp đất có chỉ tiêu cơ lý riêng Ta thấy dạng biểu thức tính toán áp lực chủ động
và bị động đều giống nhau chỉ khác nhau ở hệ số 4, và 4„ Có thể đùng biểu thức
của Rankine hoặc Coulomb đẻ xác dinh E, va E,
-Tại các điểm I nằm trên ranh giới giữa 2 lớp đất áp lực chủ động và bị động có
tính đặc biệt Điểm I thuộc lớp thứ 1 nên
Py = AM Ag Py =A Ag (2.17)
Mặt khác điểm I cũng thuộc lớp thứ 2 nên
Pụ =A hy Ay Py =A Ay (2.18)
434513 4c23 52 1a hệ số áp lực chủ động, bị động của lớp thứ 1 và 2 tại đó biểu đồ
áp lực chủ động và bị động có bước nhảy Đối với các điểm nằm trên ranh giới giữa
các lớp khác áp lực chủ động và bị động cũng phân bố tương tự
2.2.3.2 Trường hợp trong nền đất có nước ngầm
- Khi có nước ngầm phía dưới mực nước ngầm có lực đây nổi do đó dung trọng của đất trong tính toán là dung trọng đẩy nỗi Phía trên mực nước ngầm dung trọng tính toán là dung trọng riêng của đất, góc ma sát trong của đất khi có và không có mực nước ngầm lấy giá trị như nhau
2.2.3.3 Trường hợp trên mặt nền đất có tải trọng tác dụng
-Tải trọng tác dụng lên mặt nền đất có thể gây thêm áp lực phụ lên tường chắn, làm thay đổi hình đáng lẫn phạm vi mặt trượt Dùng phương pháp mặt trượt Coulomb xác định áp lực lên tường chắn như sau
Trang 36Cách xác định vị trí mặt trượt và giá trị áp lực chủ động của đất nền lên tường
theo phương pháp Coulomb vẫn thực hiện như trường hợp không có lực tác dụng -Trường hợp đặc biệt: Tải phân bố dều trên toàn bề mặt, mặt đất nghiêng một góc I so với phương ngang, mặt đất không gồ ghê, tường nghiêng ra phía ngoài một goc a
2
E=ll+——??”,_— |z# + y AH (1 +tgitga) 2 (2.20)
Giả thiết áp lực đất lên tường phân bố theo qui luật tuyến tính ta có giá trị của áp
lực chủ động lên tường ở độ sâu z P P= ——_ |.1, 2.21 ° free 2 | ° ( ) Trường hợp đặc biệt z= J=a=0 thi 4 =/g?(45 -) P =[yz+ p]tg?(45° -)) (2.22)
2.2.3.4 Áp lực ngang của đất tác dụng lên tường khi trên mặt đất có phương tiện giao thông
- _ Mặt đất có phương tiện giao thông thường bằng phẳng nằm ngang có i=0
- _ Tải trọng của phương tiện giao thông là tải trọng di động tạm thời, tải này nên bố trí ở những vị trí bất lợi, trong phạm vi ảnh hưởng đến tường chắn, tức là ở trong
pham vi dai Bp Chiéu rộng được xác định như sau:
By = (Ha — hy 18(45° 5) — hate B (2.23)
Giá trị áp lực ngang do tải trọng gây nên dọc trục tường
P P
Trang 372.2.3.5 Áp lực ngang từ công trình hiện có
- _ Khi tường chắn đất gần công trình hiện có cần tính đến áp lực từ móng nhà nêu các móng nhà năm trong giới hạn khôi trượt
- _ Áp lực móng được truyền dưới góc 30-45” so với đường thẳng đứng phụ
thuộc vào trường hợp kém thuận lợi nhất
-_ Giá trị áp lực đứng của đất lên kết cấu tường Ï» =O/ ay (2.26)
= 2 i,
- Gia trị áp lực ngang Zo
ao (2.27)
2.3 Phương pháp tính toán trong Barrette
Nội dung chính của việc tính toán tường là tính độ ổn định và cường độ của
tường, tức là xác định chiều sâu của tường cắm vào trong đất và xác định tiết
diện ngang hợp lý
2.3.1 Tính toán tường theo phương pháp phần tử hữu hạn
Phương pháp phần tử hữa hạn được dùng phổ biến để phân tính kết cấu tường
Barrette có các loại như sau:
- Phương pháp phần tử hữu hạn hệ thanh trên nền đàn hồi - Phương pháp phần tử hữu hạn bản mỏng trên nên đàn hồi
Phương pháp này thường đem phần thân tường trên mặt đáy móng lý tưởng hóa là phần tử bản mỏng chịu uốn Đem phần thân tường ở trong đất xem là phần tử bản mỏng trên nền đàn hồi Winkler, phần tử bản mỏng có thể không đẳng hướng theo các chiều, cũng có thể đẳng hướng theo các chiều, chống hoặc neo có thể xem là phần tử
thanh thắng phụ thêm Phương pháp này có thể thích dụng với công trình từơng
Barrette trong đất với đầm bản cột
- _ Phương pháp phần tử hữu hạn vỏ mỏng trên nền đàn hồi
Phương pháp này đem tường trong đất và kết cấu bên trên xem là vỏ mỏng phẳng
hoặc không gian thành bởi các phần tử bản mỏng hình tam giác, đem nền đàn hồi
Trang 38nút của phần tử vỏ Phương pháp này thích dụng với công trình ngầm trong đất có
bố trí kết cấu và điều kiện chịu lực tương đối phước tap
Ba loại phương pháp này đều thiết lập trên mô hình đàn hồi của đất, chúng tỏ ra đơn giản, tính toán tương đối thuận tiện Nhưng mà trong vùng đất yếu, đất có tính lưu biến, biến dạng của hế móng (biến dang cua thân tường, đất) sẽ tăng theo
thời gian, khi phân thành từng khoảng đào, tác dụng không gian của phần đất lưu lại có tác dụng khống chế rất tốt đối với biến đạng của hố móng Cũng tức là nói
hai nhân tố không gian và thời gian đồng thời phối hợp khống chế sẽ có tác dụng
giảm bớt một cáh hữu hiệu biến dạng của hế móng Loại hiệu ứng thời gian và không gian này, ba phương pháp trên đây không có cách nào có thể dùng để miêu
tả được
Hiện nay phương pháp phần tử hữu hạn hai chiều (2D) và phương pháp phần tử hữu hạn ba chiều (3D) phát triển rất nhanh nên cần úng dụng vào thực tế để miêu tâ sự biến dạng của hố móng, tường biến dang theo thời gian và không gian
- _ Phương pháp phần tử hữu hạn hai chiều:
+Lựa chọn mô hình của đất: Căn cứ vào các tài liệu yêu cầu thực tế và yêu cầu
nghiên cứu khác nhau, quan hệ ứng suất biến dạng của đất có thể lựa chọn là quan
hệ đàn hồi, đàn hồi dẻo, đàn nhớt, và đàn dẻo nhớt từ đó chọn ra điều kiện bền
và điều kiện chảy tương ứng Sau đó thông qua các số liệu thí nghiệm trong phòng và ngoài thực địa, số liệu thực đo ở hiện trường để lựa chọn các thông số thích đáng của đất
- _ Đối với thân tường thanh chống và thanh neo với các điều kiện khống chế chuyển vị ngang của thân tường, có thể xem chúng đều làm việc trong phạm vi đàn hồi tuyến tính
- - Xác định trạng thái ban đầu: theo trạng thái thực tế của công trình trước khi bắt
đầu đào hố móng, mô phỏng gia tải để tính toán một lần, thu được trường ứng
Trang 39- _ Điều kiện biên và phạm vi tính toán: khi hình thức kết cấu , điều kiện môi trường,
phân bố tải trọng, điều kiện thi công của tường là đối xứng thì có thể lựa chọn một bên của trục đối xứng làm đối tượng nghiên cứu phân tích Phạm vi ảnh
hưởng của nó đối với biên lưng tường có thể lấy ở chỗ lớn hơn một lần độ cao tường (tông độ cao tới đáy tường)xem là điểm gối bất động Đối với biên theo
chiều của đáy tường khi đáy tường đạt trên nền đất cứng thì tầng đất cứng rắn sẽ là biên bất động Khi tầng đất trong phạm vi đáy tường vẫn là tương đối mềm yếu
thì biên lấy ở chỗ đưới đáy tường lớn hơn (ø- D)/^2 (B là độ rộng hố móng, D
là độ sâu tường căm vào trong đất) xem là điểm gối bất động
- _ Phân chia phần tử và lựa chọn phần tử : khi phân chia đơn nguyên phải phục tùng các qui định sau: trên phần tử phân chia bắt buộc phải thể hiện chính xác trạng thái của đất và hình thức kết cấu xem là đối tượng nghiên cứu cũng như trình tự thi công Ở vùng dự tính là tập trung ứng suất phải chia phần tử nhỏ và mau hơn; xét đến tính liên tục và tính mềm của vật kết câuvà đất, phải quyết định số
phan tử cần thiết với mức độ thấp nhất
- _ Ưu điểm của phương pháp này là có thể kế đến sự tương hỗ giữa đất và tường và
có thể tìm được lượng trồi lên của hố móng, độ lún của mặt đắt, phạm vỉ vùng
dẻo cũng như quá trình phát triển trong đất, khi kết hợp với lý thuyết lưu biến
của đất có thể tìm được hiệu ứng thời gian của các tham số
2.3.2 Phương pháp phần tử hữu hạn, sử dụng phần mềm Plaxis
Tổng quan về phần mềm Plaxis:
- Plaxis xuất hiện năm 1987 tại trường đại học công nghệ Deltt-Hà Lan
- - Plaxis là một phần mềm được phát triển dựa trên cơ sở thuật toán phần tử hữu hạn
để phân tích sự biến dạng và ổn định trong lĩnh vực địa chất công trình Thủ tục đồ họa nhập vào đơn giản cho phép tạo mô hình phân tử hữu hạn phức tạp tính năng được cải thiện cho phép cung cấp chỉ tiết những kết quả tính toán Chức năng tính tốn hồn tồn tự động và dự trên thủ tục số hóa mạnh mẽ
Trang 40trình đặc biệt yêu cầu phải giải quyết cùng với áp lực nước lỗ rỗng thủy tĩnh và
không phải thủy tĩnh trong đất Mô hình hóa đất đá là một vẫn đề quan trọng đo đó nhiều công trình địa kỹ thuật đã quan tâm đến việc mô hình hóa các kết cấu và
tương tác giữa kết cấu và đất Plaxis được trang bị những tính năng đặc biệt để giải quyết một số khía cạnh của kết cấu địa kỹ thuật phức tạp
- - Quan trọng hơn là việc ứng dụng chương trình Plaxis giúp chúng ta nhận biết
được sự làm việc của kết cấu ứng với từng giai đoạn thi công có ảnh hưởng đến
nó Cụ thể ở đây thi công đào đất tầng hầm kết hợp kết cấu chắn giữ tường Barrette để chắn giữ hế đào Khi thiết kế tính toán lựa chọn chiều đày tường
barrette, thì phải tính toán kiểm tra ứng suất, biến dạng của tường trong các giai đoạn thi công hồ đào từ đó lựa chọn chiều dày phù hợp
Chương trình này có những ưu điểm: Khắc phục được những nhược điểm của các phương pháp khác Phản ảnh sự làm việc của kết cầu gân hơn với thực tế
Xét đến sự biến đổi địa chất phức tạp của nền đất với nhiều lớp đất có chỉ tiêu cơ
lý khác nhau Áp lực chủ động của đất phân bố khơng hồn tồn là dạng tam giác mà có bước nhảy tại mặt phân cách giữa các lớp đất, không hẳn là giá trị áp lực đất tang
liên tục theo chiều sâu Các lớp đất khác nhau có giá trị hệ số nền khác nhau nên phản lực đàn hồi của đất được xét một cách cụ thể
Thanh chống/ neo được mô phỏng như gối cố định
Thân tường chắn được mô tả bằng phần tử dầm, độ cứng của tường chắn là hữu hạn
(không phải là tuyệt đối cứng) thông qua khai báo về vật liệu cho phần tử thanh dầm trong Plaxis
Trên thực tế nội lực và biến dạng của tường Barrette có nhiều tầng chống biến đổi
theo quá trình đào đất Phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm Plaxis đã kể
đầy đủ quá trình này, tức là kế đến ảnh hưởng của quá trình đào đất đến phản lực của
thanh chống,nội lực chuyển vị theo từng bước đào Quá trình tính xác định được