Nghiên cứu ứng dụng neo đất cho thi công hầm nhà cao tầng tại thành phố hạ long (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN NGỌC LINH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NEO ĐẤT CHO THI CÔNG HẦM NHÀ CAO TẦNG TẠI THÀNH PHỐ HẠ LONG LUẬN VĂN THẠC SỸ KĨ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Hà Nội - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN NGỌC LINH kho¸ 2016 - 2018 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NEO ĐẤT CHO THI CÔNG HẦM NHÀ CAO TẦNG TẠI THÀNH PHỐ HẠ LONG Chuyên ngành: Kĩ thuật xây dựng công trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN NGỌC THANH Hà Nội – 2018 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành TS Nguyễn Ngọc Thanh định hướng khoa học, liên tục quan tâm, tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu đưa nhiều ý kiến quý báu tạo điều kiện thuận lợi, động viên tác giả trình thực luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo, cán Khoa Sau đại học, Khoa Xây dựng đặc biệt thầy, cô giáo giảng dạy Bộ môn Địa kỹ thuật - Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội bạn đồng nghiệp giúp đỡ, dẫn tận tình trình hoàn thành luận văn TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Ngọc Linh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Ngọc Linh MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng, biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU * Lý chọn đề tài * Mục đích nghiên cứu * Đối tượng phạm vi nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu * Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài * Cấu trúc luận văn NỘI DUNG Chương Tổng quan chung neo đất việc sử dụng neo đất thi công hầm cơng trình xây dựng 1.1 Một số khái niệm neo đất 1.2 Phân loại neo phạm vi áp dụng 10 1.2.1 Phân loại neo theo thời gian sử dụng 10 1.2.2 Phân loại neo theo hình dạng làm việc 12 1.2.3 Phân loại neo tùy theo mục đích sử dụng 15 1.2.4 Phân loại theo công nghệ thi công neo khoan 16 1.2.5 Phân loại theo trạng thái ứng suất lắp đặt ban đầu 21 1.3 Khái quát điều kiện địa hình địa chất cơng trình tai Thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 22 1.3.1 Vị trí địa lý 22 1.3.2 Điều kiện địa hình 22 1.3.3 Điều kiện khí hậu 23 1.3.4 Khái quát đặc điểm địa chất khu vực 24 1.3.5 Đặc điểm địa tầng địa chất khu vực 25 1.4 Thực trạng áp dụng neo đất xây dựng cơng trình xây dựng thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 28 Chương Cơ sở lý thuyết tính tốn neo đất 32 2.1 Các khái niệm áp lực đất lên tường chắn 32 2.2 Tính tốn, thiết kế neo đất 51 2.3 Ứng dụng phương pháp mơ hình số tính tốn neo kết hợp tường chắn ổn định hố đào sâu 61 Chương Ứng dụng neo đất thi công hầm chung cư 33 tầng LIDECO - Thành phố Hạ Long 69 3.1 Khái qt vị trí, đặc điểm cơng trình địa tầng 69 3.1.1 Khái quát vị trí, đặc điểm cơng trình 69 3.1.2 Đặc điểm địa tầng 69 3.2 Kiểm tra khả chịu lực tường cọc khoan nhồi kết hợp neo 88 3.2.1 Mơ hình toán tường cọc khoan nhồi kết hợp neo 88 3.2.2.Kết chuyển vị tường vây 92 3.2.3 Kiểm tra khả chịu lực neo 93 3.3 Một vài nhận xét đánh giá điều kiện kinh tế kỹ thuật 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 100 Kiến nghị 101 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng bảng Trang Bảng 3.1 Các tiêu lý lớp 71 Bảng 3.2 Cácchỉtiêucơlýcủalớp 3a 73 Bảng 3.3 Cácchỉtiêucơlýcủalớp 3b 75 Bảng 3.4 Chi tiếtvềbềdàylớpvàgiátrị SPT củalớp 4a 77 Bảng 3.5 Kếtquảphântíchmộtsốphầnđávụn 78 Bảng 3.6 Mộtsốchỉtiêucơlýđácủalớp 80 Bảng 3.7 Chi tiếtvềbềdàylớpvàgiátrị SPT củalớp 4b 81 Bảng 3.8 Mộtsốchỉtiêuphântíchcủaphầnđávỡvụncủalớp 4b 81 Bảng 3.9 Mộtsốchỉtiêucơlýcủalớpđácátkết 4c 83 Bảng 3.10 Chi tiếtvềbềdàylớpvàgiátrị SPT củalớp Bảng Mộtsốchỉtiêucủaphầnđávỡthànhđấtmangtínhthamkhảocủalớp 3.11 Bảng 3.12 Bảng 3.13 Bảng 3.14 Bảng 3.15 Bảng 3.16 84 85 Thơngsốđầuvàomơhìnhnền 90 Thơngsốmơhìnhtườngchắnđấtbằngcọckhoannhồiliêntục 91 ThơngsốmơhìnhneotrongPlaxis 91 Hệsốmởrộngcủađườngkínhlỗkhoantrongphầnbầu neo 94 Tínhtốnlực neo theođộbềnnềnđất 95 Bảng 3.17 Tínhtốnlực neo theođộbềncủacáp (ASTM416) 95 MỞ ĐẦU * Lý chọn đề tài Trong vài thập kỷ trở lại đây, xuất sử dụng cơng nghệ neo đất cơng trình xây dựng đa dạng tăng cường ổn định mái đất, tường chắn, móng mố cầu treo, ổn định đê đập, ụ tàu, ổn định, vòm hầm, Ở Việt Nam, neo sử dụng chủ yếu vào việc ổn định sườn dốc, gia cố vỏ hầm cơng trình xây dựng giao thông hay chống đỡ thi công hầm nhà cao tầng xây dựng dân dụng công nghiệp thành phố lớn TP Hà Nội hay TP Hồ Chí Minh có thành công bước đầu mang lại hiệu kinh tế cao khoảng 20 năm trở lại Thành phố Hạ Long với đặc điểm thành phố ven biển với tiềm lớn ngành dịch vụ du lịch, khoáng sản Trong khoảng 10 năm trở lại đây, cơng trình xây dựng khơng ngừng phát triển số lượng, lẫn quy mô có việc xây dựng cơng trình giao thơng, cơng trình xây dựng cơng nghiệp lớn nhà máy nhiệt điện nhà cao tầng với số lượng hầm ngày tăng Hơn nữa, với đặc điểm địa hình địa tầng phức tạp cửa biển đồi núi phong hóa mạnh nên việc thi cơng hầm gặp nhiều khó khăn đòi hỏi giải pháp chống đỡ kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn hữu hiệu Một giải pháp phục vụ thi công hầm nhà cao tầng mà ta kể tới giải pháp neo kết hợp với tường chắn nhằm ổn định thi công hố đào tăng nhanh tốc độ thi công tiết kiệm chi phí cho chủ đầu tư Vì vậy, tác giả lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu ứng dụng neo đất cho thi công hầm nhà cao tầng thành phố Hạ Long” 2 * Mục đích nghiên cứu Đề xuất sở khoa học cho việc sử dụng neo đất vào việc ổn định tường chắn cho hầm nhà cao tầng thành phố Hạ Long, nơi có điều kiện địa chất phức tạp với cấu trúc địa tầng ven biển đồi núi, đất bị phong hóa mạnh dễ xảy tượng trượt gây ổn định cho công trình * Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: neo đất, loại địa hình, địa tầng số khu vực thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, hầm nhà cao tầng hay cơng trình xây dựng cơng nghiệp Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết tính tốn áp dụng neo đất cho cơng trình xây dựng thành phố Hạ Long với việc chủ yếu tập trung cho việc xây dựng hầm nhà cơng trình cao tầng * Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết : Thu thập, nghiên cứu, vận dụng tài liệu kinh nghiệm nước - Phương pháp thống kê với việc thu thập tài liệu địa chất cơng trình địa chất thủy văn số khu vực thuộc tỉnh Quảng Ninh - Phương pháp chuyên gia: Tham vấn hỏi ý kiến chuyên gia, Thầy giáo chuyên ngành Địa Kỹ Thuật - Phương pháp mơ hình hóa với việc sử dụng phần mềm chuyên ngành Địa Kỹ Thuật ( Plaxis, Geo5 ) * Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: nghiên cứu, đề xuất giải pháp thi công hợp lý thi công hầm nhà cao tầng thành phố Hạ Long 3 Ý nghĩa thực tiễn: Hồn thiện phương án thi cơng tầng hầm tối ưu dành cho điều kiện địa chất riêng biệt thành phố Hạ Long Đem lại hiệu thi cơng tiết kiệm chi phí thi cơng cơng trình * Cấu trúc luận văn Ngồi phần Mở đầu, kết luận kiến nghị, Tài liệu tham khảo Phụ lục, nội dung Luận văn gồm ba chương: Chương 1: Tổng quan chung neo đất việc sử dụng neo đất thi cơng hầm cơng trình xây dựng Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn neo đất Chương 3: Ứng dụng neo đất thi công hầm chung cư 33 tầng LIDECO - Thành phố Hạ Long THÔNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thơng tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết Luận - Nội dung đề tài giới thiệu phương pháp tính tốn phạm vi áp dụng số loại neo đất phổ biến giải pháp tường chắn ổn định hố đào giải pháp cọc khoan nhồi kết hợp neo đất - Phân tích phạm vi ứng dụng cọc khoan nhồi kết hợp neo đất với hố đào sâu địa tầng khác khu vực Hạ Long - Chỉ phương pháp tính tốn tường chắn đất nói chung tường cọc khoan nhồi kết hợp với neo đất nói riêng - Với việc sử dụng cọc khoan nhồi kết hợp neo đất cọc khoan nhồi kết hợp neo đất cho phép đẩy nhanh tiến độ, giảm ảnh hưởng đến cơng trình lân cận giải pháp hữu hiệu điều kiện đất cho phép - Đề tài đánh giá khoảng cách bố trí đặt neo cho kết hợp hiểu truyền lực tiết kiệm kinh tế - Tính tốn lực căng neo theo TA-95 có tính thực tiễn, phù hợp với đặc thù tính tốn neo đất khu vực Hạ Long nói riêng công nghệ bơm vữa thi công với việc bơm vữa lần, lần với áp lực cao qua ống "T.A.M" áp dụng cho cơng trình thực tế cho thấy kết tính tốn thực tiễn phù hợp, có tính an tồn cao - Chỉ ta sử dụng mơ hình hóa tường chắn đất neo cho kết chấp nhận Việc mơ hình neo theo mơ hình phần tử "embedded row pile" có xét tới yếu tố 3D hợp lý Kết quan trắc thực tế cho thấy chuyển vị thực tế nhỏ giá trị dự tính theo bước đào, điều cho thấy có khác biệt đáng kể mơ hình tính tốn, tính tốn thiên an tồn ta có kể tới yếu tố chiết giảm sức kháng đất 101 Kiến Nghị - Cần có nghiên cứu chuyên sâu địa tầng, địa chất địa điểm cụ thể phường xã kết tính tốn neo đất để thi cơng hầm nhà cao tầng có địa phương - Nội dung đề tài nghiên cứu, tính tốn ứng dụng thi cơng neo đất cho hầm nhà cao tầng khu vực thành phố Hạ Long - Thực tế ứng dụng giải pháp cọc khoan nhồi kết hợp neo đất Hạ Long đơn vị thi công theo phương pháp chưa nhiều Từ ưu điểm giải pháp tác giả kiến nghị đơn vị thiết kế, quan quản lý nhà nước ưu tiên sử dụng phương pháp lựa chọn biện pháp ổn định hố đào sâu thi công hầm nhà cao tầng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1.1 Các ứng dụng neo Hình 1.2 Cáchbốtrí neo trongcơngtrìnhhốmóng Hình 1.3 Cấutạocơbảncủaneođất Hình 1.4 Neo bằngthépcườngđộcao Hình 1.5 Cápsửdụng neo Hình 1.6 Cấu tạo neo vĩnh cửu 10 Hình 1.7 Phân loại neo đất 12 Hình 1.8 Neo trọnglực 13 Hình 1.9 Neo 13 Hình 1.10 Neo hìnhtrụ 14 Hình 1.11 Neo ổnđịnhmáidốc 15 Hình 1.12 Hình neo tườngchắn 15 Hình 1.13 Neo códạng IRP 15 Hình 1.14 Neo cóphunvữatạobầutrongđất 15 Hình 1.15 Sơđồgiacốtườngchắnbằngneohìnhtrụ 16 Hình 1.16 Sơđồđầuneocódầunở 17 Hình 1.17 Hìnhdángbềngồicủaphầnlàmviệccủađầuneonở 18 Hình 1.18 Neo 19 Hình 1.19 So sánhhailoạithanh neo 21 Hình 1.20 Hình 1.21 Hình 1.22 Ảnh thi cơng neo đất cơng trình nhiệt điện Mơng Dương Thi cơng tầng hầm cơng trình Lideco Quảng Ninh Thi công tầng hầm công trình Ha Long dragon bay 29 30 31 Hình 2.1 Hộpthínghiệmcắtđắt 33 Hình 2.2 Hiệuchỉnhsứckhắngcắtkhíkhơngthốtnước 34 Hình 2.3 Neo trụtrònđơngiản 34 Hình 2.4 Ngunlýchịulựccủathanh neo 34 Hình 2.5 Quanhệgiữấplựcvàbiếndạng 38 Hình 2.6 TrạngtháichủđộngvàbịđộngRankine 40 Hình 2.7 TínháplựcđấtchủđộngRankine 42 Hình 2.8 TínháplựcđấtbịđộngRankine 44 Hình 2.9 Lýthuyếtáplựcđất Coulomb 46 Hình 2.10 Tínháplựcđấtchủđộng Coulomb 46 Hình 2.11 Tínháplựcđấtbịđộng Coulomb 47 Hình 2.12 Sơđồtínhtốntườngtầnghầmkhơng neo 48 Hình 2.13 Sơđồtínhtốntườngcó hàng neo 49 Hình 2.14 Biểuđồrútgọnáplựcbêncủađấtlêntườngchắncónhiềuhàng neo 50 Hình 2.15 Sơđồlựctácdụngvàotườngcừkhicócácneoứngsuấttrước 51 Hình 2.16 Mặtđấtbịpháhủytrượtxuống 55 Hình 2.17 Pháhủybằngmặttrượt tầngsâu 55 Hình 2.18 PhươngpháptườngthaythếKranz 55 Hình 2.19 Đagiáclựcvàsơđồtínhtốn 55 Hình 2.20 Sơđồkiểmtraổnđịnhthanh neo 56 Hình 2.21 Phântíchổnđịnhcácmặttrượtdạngcungtròn Littlejohn 1970) Phântíchổnđịnhtổngthểđểxácđịnhchiềudàitự Hình 2.22 (theo vàchiềudàitổngcộngcủa neo 59 (theoWeatherbyvà 59 Nicholson 1982) Hình 2.23 GiaodiệnphầnmềmPlaxis 8.5 63 Hình 2.24 ChươngtrìnhtínhPlaxis Calculation 65 Hình 3.1 Mặtcắtđiểnhình 2-2 89 Hình 3.2 Mặtbằngbốtríneođất 89 Hình 3.3 Mơhìnhtổngthể 92 Hình 3.4 Chuyểnvịngangcủatườngvâyở bướcđàocuốicùng 93 Hình 3.5 Ma sátđơnvịdựkiếnqsgiữađấtnềnvàbầu neo theo 95 kếtquảthínghiệmhiệntrường Hình 3.6 Hình 3.7 Quanhệtảitrọngvàchuyểnvị Cơng nghệ bơm vữa lần Bo (parker) ống bơm TAM TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 99 Tiếng Việt Trịnh Văn Cương, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Uyên (1998), Kỹ thuật móng, Nhà xuất giáo dục Nguyễn Anh Dũng (1995), Thi công hố đào sâu, Tuyển tập khoa học công nghệ NTC 95 Nguyễn Hữu Đẩu (2000), Công nghệ đánh giá chất lượng cọc, Nhà xuất xây dựng Đỗ Đình Đức (2002), Thi công hố đào sâu cho tầng hầm nhà cao tầng đô thị Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học kiến trúc Hà Nội Nguyễn Bá Kế (2002), Thiết kế thi công Hố móng sâu, Nhà xuất xây dựng Bùi Danh Lưu, Hồ Chất (1996), Neo ổn định cơng trình đất đá, Hà Nội Bùi Danh Lưu (1999), Neo đất đá, Nhà xuất giao thông vận tải Nguyễn Đức Nguôn (2013), Cơ sở thiết kế thi cơng cơng trình ngầm thị, Nhà xuất xây dựng Nguyễn Đức Nguôn (2008), Địa kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm dân dụng công nghiệp, Nhà xuất xây dựng 10 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Anh Dũng (1995), Cơ học đất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 11 Phan Trường Phiệt (2001), Áp lực đất tường chắn đất, Nhà xuất xây dựng 12 Nguyễn Ngọc Thanh, Nghiên cứu ứng dụng neo đất thi công hốđào sâu, Bộ môn Địa Kỹ Thuật – Khoa Xây Dựng – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội 13 Vương Văn Thành, Nguyễn Đức Ngn, Phạm Ngọc Thắng (2012), Tính tốn thực hành móng cơng trình dân dụng cơng nghiệp, Nhà xuất xây dựng 14 Đoàn Thế Tường, Lê Thuận Đăng (2004), Thí nghiệm đất móng cơng trình, Nhà xuất giao thông vận tải Tiếng Anh 15.BS 8081-1989, British Standard Code of Practice for Ground anchorages 16 Ngoc-Thanh NGUYEN, Phuong-Duy NGUYEN (2013), Numerical calculation and confronting with movement monitoring data of contiguous bored piles and ground anchors retaining system for a deep excavation, New Technologies for Urban Safety of Mega Cities in Asia 17 Plaxis 2D tutorial Manual Version 9.0 18 http://halongcity.gov.vn/pages/dieukientunhienxahoi.aspx  ... nghiệp Nghiên cứu ứng dụng neo đất cho thi công hầm nhà cao tầng thành phố Hạ Long 2 * Mục đích nghiên cứu Đề xuất sở khoa học cho việc sử dụng neo đất vào việc ổn định tường chắn cho hầm nhà cao. .. chung neo đất việc sử dụng neo đất thi công hầm cơng trình xây dựng Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn neo đất Chương 3: Ứng dụng neo đất thi công hầm chung cư 33 tầng LIDECO - Thành phố Hạ Long. .. 2016 - 2018 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NEO ĐẤT CHO THI CÔNG HẦM NHÀ CAO TẦNG TẠI THÀNH PHỐ HẠ LONG Chuyên ngành: Kĩ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ