Ứng dụng trụ đất xi măng để ổn định tường vây hố đào

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN ĐẠI ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ ỔN ĐỊNH TƯỜNG VÂY HỐ ĐÀO Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60580211 LUẬN VĂN THẠC SĨ •• TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2018 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG HCM Cán hướng dẫn khoa học: Cán hướng dẫn 1: PGS.TS TÔ VĂN LẬN Cán hướng dẫn 2: PGS.TS VÕ PHÁN Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Đe cương Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, ngày tháng năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá đề cương Luận văn thạc sĩ gồm: .7 ’ CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN VĂN ĐẠI MSHV: 1570702 Ngày, tháng, năm sinh: 24/09/1992 Nơi sinh: Thái Bình Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số: 60580211 I TÊN ĐỀ TÀI: ứng dụng trụ đất xi măng để ỗn định tường vây hố đào II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Tổng quan trụ đất xi măng Cơ sở lý thuyết tính ổn định hố đào sâu phương pháp trụ đất xi măng ứng dụng trụ đất xi măng để ổn định hố đào sâu cơng trình A&B SaiGon Tower III NGÀY GIAO NHIỆM vụ IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02/12/2018 V HỌ VÀ TÊN CÁN Bộ HƯỚNG DẪN: PGS.TS VÕ PHÁN : 10/07/2017 Tp HCM, ngày tháng nãm 2018 Cán Bộ HD1 CÁN Bộ HD2 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỤNG PGS.TS TÔ VĂN LẬN PGS.TS VÕ PHÁN PGS TS LÊ BÁ VINH TS LÊ ANH TUẤN LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy PGS.TS.VÕ Phán, ngưòi Thầy tận tình hướng dẫn, giúp đưa hướng nghiên cứu cụ thể, hỗ trợ tài liệu, kiến thức quý báu suốt trình học tập nghiên cứu Học viên xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, Quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện, giúp đỡ để tơi có mơi trường học tập thực đề tài nghiên cứu Xin cảm ơn gia đĩnh, bạn bè động viên tơi suốt q trình học tập làm việc Mặc dù có nhiều cố gắng, nhiên khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quý báu thầy cô bạn TPHCM, ngày 17 tháng 11 năm 2018 Học viên Nguyễn Văn Đại LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, thực sựhướng dẫn khoa học PGS.TS.Võ Phán Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TPHCM, ngày 17 tháng 11 năm 2018 Học viên Nguyễn Văn Đại TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu phân tích ổn định thành hố đào sâu xử lý trụ đất xi măng, giải pháp hiệu quả, kinh tế thân thiện với môi trường Tác giả áp dụng mô tính tốn cho cơng trình A&B SaiGon Tower, số 44, đường Trần Phú, TP Nha Trang Giải pháp bao gồm loại trụ đất xi măng Ket cho thấy, độ sâu đào lớn -11.35m, chuyển vị ngang tường vây lớn Để phân tích ảnh hưởng bề dày tường vây trụ đất xi măng tới chuyển vị ổn định cơng trình, tiến hành mơ hai trường hợp: Tăng 01 dãy cọc so với thiết kế giảm 01 dãy cọc so vói thiết kế Để phân tích ảnh hưởng chiều dài trụ đất xi măng tói chuyển vị ổn định cơng trình, tiến hành mơ hai trường hợp: Tăng chiều dài tường vây lên thêm Olm giảm chiều dài tường vây xuống Olm Kết nghiên cứu áp dụng cho cơng trình có chiều sâu hố đào địa chất tưong tự khu vực Trần Phú, Nha Trang ABSTRACT In this dissertation, the author fouces on analyzing the stability of the deep excavation which is supported by soil mixing columes This is one of the most advanced, useful and economical methods in construction of deep excavation It is also harmless for environment A&B SaiGon Tower Project, 44 Tran Phu, TP Nha Trang city has been applied for study, using finite element method There are two types of soil mixing column At 11.35 meter depth, the horizontal displacement of soil mixing is the largest To analyze the effect of the soil mixing columes’ thickness to the displacement and stability of the work, simulate two cases: Adding one soiling mixing array and reducing one soil mixing array To analyze the effect of the soil mixing columes' length to the displacement and stability of the work, simulate two cases: Increasing the length of the soil mixing columes by 01m and reducing the length of the soil mixing columes by 01m These obtained results can be consulted and applied for construction which have the same basements level and soil condition in Nha Trang MUC LUC •• MỞ ĐẦU Tính cần thiết đề tài Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học giá trị thực tiễn đề tài Hạn chế đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRỤ ĐẤT XI MĂNG 1.1 Tổng quan hố móng đào sâu 1.2 Các giải pháp thi công tường vây hố đào sâu 1.2.1 Giữ ổn định tường cừ thép 1.2.2 Gia cố thành hố đào sâu tường đất 1.2.3 Gia cố thành hố đào sâu dãy cọc khoan nhồi 1.2.4 Gia cố thành hố đào sâu dãy trụ đất xi măng 1.3 Tổng quan trụ đất xi măng 1.3.1 Giới thiệu 1.3.2 Công nghệ trộn sâu DM (Deep Mixing) 1.4 Nguyên lý gia cố xi măng đất 1.5 Đặc tính xi măng - đất 1.6 Khoan cao áp (Jet Grouting) 1.6.1 Công nghệ trộn khô 1.6.2 Công nghệ trộn ướt (Jet Grouting) 1.7 Các thông số kỹ thuật trụ đất xi măng 1.7.1 Cường độ 1.7.2 Hệ số thấm 1.7.3 Modul đàn hồi hệ số Poison 1.8 Nhận xét CHƯƠNG 2: SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH HĨ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỤ ĐẤT XI MĂNG 2.1 Lý thuyết tính tốn áp lực đất lên kết cấu chắn giữ hố đào sâu 2.1.1 Lý thuyết Mohr - Rainkine 2.1.2 Áp lực đất chủ động 2.1.3 Áp lực đất bị động 2.2 Thiết kế tính tốn ổn định hố đào sâu xử lý trụ đất xi măng 2.2.1 Nguyên tắc thiết kế 2.2.2 Tính tốn ổn định hố đào sâu xử lý trụ đất xi măng 2.2.2.1 Kiểm tra tính ổn định chống trượt 2222 Kiểm tra chống nghiêng lật 2.2.2.3 Kiểm tra ổn định tổng thể 2.2.3 Tính chuyển vị ngang tường vây trụ đất xi măng 2.3 Phưong pháp phần tử hữu hạn 2.3.1 Giới thiệu 2.3.2 Các mơ hình đất phần mềm Plaxis 2.3.3 Các thông số đầu vào đất 2.3.3.1 Thông số Mô Đun E 2.3.3.2 Hệ số thấm K 2.3.3.3 Hệ số Poison CHƯƠNG 3: ƯNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ ỒN ĐỊNH HÓ ĐÀO SÂU CHO CƠNG TRÌNH A&B SÀI G0NTOWER 3.1 Đặt vấn đề 3.2 Giới thiệu cơng trình 3.3 Đặc điểm địa chất cơng trình 3.4 Các thơng số mơ hình 3.5 Các thơng số trụ đất xi măng 3.6 Vùng ảnh hưởng tải phụ 3.7 Tính tốn tường vây trụ đất xi măng loại theo phương pháp giải tích 3.7.1 Số liệu địa chất 3.7.2 Số liệu trụ đất xi măng 3.7.3 Các đặc trưng hĩnh học tường 3.7.4 Tính tốn tải trọng tác dụng lên trụ đất xi măng 3.7.4.1 Áp lực đất chủ động 3.7.4.2 Áp lực đất bị động 3.7.4.3 Áp lực nước tĩnh 3.7.4.4 Trọng lượng tường vây 3.7.4.5 Sức kháng trượt đáy tường 3.7.4.6 Lực ma sát hơng tường 3.7.5 Các tốn kiểm tra tường 3.7.5.1 Xác định hệ số an toàn trống nghiêng lật 3.7.5.2 Xác định hệ số chống trượt ngang 3.7.5.3 Khả chịu lực đất cọc 3.7.5.4 Cường độ đất đáy cọc 3.7.6 Kiểm tra ứng suất thân cọc 3.8 Tính tốn tường vây trụ đất xi măng loại theo phương pháp giải tích 3.8.1 Số liệu địa chất 3.8.2 Số liệu cọc xi măng đất 3.8.3 Các đặc trưng hình học tường 3.8.4 Tính tốn tải trọng tác dụng lên cọc xi măng đất 3.8.4.1 Áp lực đất chủ động 3.8.4.2 Áp lực đất bị động 3.8.4.3 Áp lực nước tĩnh 79 Đối với tường vây loại 1, chuyển vị ngang Ux tăng từ 55.76 IM lên thành 109.92mm Còn tường vây loại 2, chuyển vị ngang ux lúc tăng từ 40.1 lmm lên 54.86mm Hệ số an toàn Phase lúc