Dựa vào kết quả tính toán, phân tích lý thuyết, tính toán bằng phần mềm Plaxis và kết quả thử tải neo tại hiện trường cho phép rút ra được một số kết luận ban đầu như sau: Neo hotdog có thể rút ngắn được chiều dài neo, tăng khoảng cách giữa các neo so với neo thường, khả năng chịu tải của neo hotdog cũng lớn hơn so với neo thường khoảng 20%,...
SO SÁNH THIẾT KẾ NEO THÔNG THƯỜNG VÀ NEO HOTDOG CHO HỐ ĐÀO SÂU NGUYỄN CHÂU LÂN* Design for hotdog and normal anchors Abstract: Ground anchor is an effective measure to stabilize D-wall of a deep excavation Recently, a new anchor method (hot dog anchor) is presented in Vietnam This papers compare the calculation results (Plaxis program) of hotdog anchor and normal anchor The results showed that hotdog anchor can be effectively used for deep excavation when contructing in soft soil layer Keywords: Hot dog anchor, Plaxis, soft soil, D-wall GIỚI THIỆU CHUNG Ở Việt Nam, hố đào sâu áp dụng neo đất để giữ ổn định cho tường vây Biện pháp neo đất có nhiều ứu điểm [1], [2] Vì vậy, tòa tháp Keangnam Landmark Tower Hà nội, sử dụng hai tầng neo đất có sức chịu tải từ 35 - 40 để thi công tầng hầm tòa tháp Hiện thi cơng hố đào sâu, nhiều trường hợp thường dùng kết cấu khung chống để ổn định thành hố đào Tuy nhiên hố đào có kích thước mặt lớn, việc sử dụng khung chống khó khăn, thời gian thi cơng kéo dài Khi áp dụng biện pháp thi công neo đất nhằm giữ ổn định cho tường vây [3] Việc thi công neo giúp cho chuyển vị tường vây giảm, hố móng tiến hành đào hở, tạo điều kiện đẩy nhanh tốc độ thi công Các hố đào sâu áp dụng neo đất áp dụng hiệu nhiều nơi giới [3]–[9] a) Neo hot dog b) Neo thường Hình So sánh bầu neo neo hot dog neo thường Năm* 2018, công ty Krvina Dean (Hàn quốc) giới thiệu loại neo Việt * Khoa Cơng trình - Đại học Giao thông Vận tải 03 Cầu Giấy-Láng Thượng-Đống Đa-Hà Nội Email: nguyenchaulan@utc.edu.vn 44 nam Đây neo mở rộng phần bầu neo, gọi neo hotdog Các cơng trình hố đào sâu Hàn quốc áp dụng hiệu loại neo Tại Việt Nam, loại neo giới thiệu thi công thử nghiệm dự án thuộc quận 2, thành phố Hồ Chí Minh Đặc điểm ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2019 neo hotdog bao gồm kích thước bầu neo (D500mm) tăng lên gấp 2,5 - lần so với neo thơng thường (Hình 1); mở rộng bầu neo công nghệ khoan, phun trộn vữa áp lực cao với đất xung quanh khiến cho neo Hotdog áp dụng đặc biệt thích hợp với loại đất yếu mà neo thường không áp dụng được; khả chịu lực tăng lên làm cho số lượng neo chiều dài neo giảm làm cho chi phí thi công giảm, tăng hiệu kinh tế dự án Như áp dụng neo hot dog chiều dài neo đi, sức chịu tải neo tăng lên dẫn đến khoảng cách neo giảm Bảng tổng hợp so sánh neo hotdog neo thường Bảng So sánh neo hot dog neo thường TT Tiêu chí so sánh Bầu neo Số lượng neo Thi công Neo hotdog Neo thường Diện tích bầu neo tăng lên Bầu neo dễ bị phá hoại 2,5-3 lần Giảm số lượng neo Khi khoan đất xung quanh dễ bị xáo động Dễ dàng thi công, Giảm độ Bầu neo cần khống chế tốc độ lún bề mặt áp lực Do báo trình bày phương pháp tính tốn sức chịu tải, kết thí nghiệm trường cho loại neo neo hot dog neo thông thường Từ kết tính tốn đánh giá yếu tố kỹ thuật hai loại neo, khả áp dụng chúng PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Điều kiện địa chất Hình Vị trí lỗ khoan Đánh giá chung điều kiện địa chất khu vực sau: Lớp địa chất số - Bùn sét lẫn nhiều hữu cơ, lớp đất sét yếu dày với ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2019 chiều dày trung bình 11m xuất tất vị trí hố khoan, đồng thời nằm tồn phạm vi đào hố đào Chiều dày lớp địa chất không thay đổi nhiều phạm vi hố khoan HK2, HK3, HK4 theo báo cáo địa chất từ chủ đầu tư (hình 3, 4) 2.2 Giới thiệu cơng trình Một số tiêu kỹ thuật cơng trình: Mặt dự kiến xây dựng có kích thước 193,1 x 82,32m; Quy mơ tầng hầm hầm lửng; Chiều sâu hố đào sâu cơng trình so với mặt đất tự nhiên 15m Cơng trình sử dụng phương pháp đào mở với hố đào giữ an toàn tường vây Barrette dài 22,7m Tường vây barrette chống đỡ hệ shoring hệ neo đất tùy vị trí thi cơng Phương án móng dự kiến móng cọc nhồi đường kính 1,2m Sức chịu tải cọc dự kiến 600T 2.3 Mặt cắt tính tốn Bài báo phân tích tính tốn cho trường hợp neo thường neo hot dog Chiều dài neo hot dog 32m cho tầng đầu tiên; đường kính neo hotdog 400mm, bầu neo dài 12m Neo thường có chiều dài 34m, vị trí có chiều dài neo lớn 38m, đường kính 150mm, bầu 45 neo có chiều dài 16m Mặt cắt phân tích 1-1 tính toán theo địa chất hố khoan gần nhằm đảm bảo mơ xác ứng xử phạm vi đất sau tường (Hình 3, 4) Sự thay đổi địa tầng phạm vi hố đào, nằm xa vị trí hố khoan vị trí mặt cắt tính tốn tương ứng bỏ qua ảnh hưởng lên chuyển vị tường không lớn H K04 ,500 G.L (-)1 800 ,000 20 ,0 0 14 ,0 35° 00 ,0 00 ,300 G L (-)10.400 4,300 G L (-)7.400 35° ,100 35° G L (-)4.300 1.50 ,0 00 3,400 G L (-)14.700 35° PC ST RAND D15 2x4EA HOTDOG A NCH OR(C.T.C 2,000) 2.4 Phân tích, tính toán hố đào dùng neo hot theo phần mềm Plaxis Phần mềm Plaxis phần mềm thương mại, ứng dụng phổ biến để tính tốn hố đào sâu Đây phần mềm tính tốn theo phương pháp phần tử hữu hạn, có nhiều ứng dụng tính tốn móng, hố đào Các thơng số nhập vào phần mềm Plaxis bao gồm, phần phần bầu neo, cáp neo thông số đất Bảng 2, Bảng Mơ hình tốn hình hình Hố đào có tầng neo, chiều sâu đào lớn 15m Các mơ hình đất theo mơ hình Morh-Coulomb theo Bảng G L (-)16.100 2, 00 14.50 2, 00 12 ,0 Bảng Bảng thông số khai báo bầu neo hotdog 00 2, 00 9,000 3A 21.00 H OTDO G ANCH OR(C.T.C 2,500) PC STRA ND D15 2x4EA 23.50 TT Thông số Loại D -W ALL D 800 Hình Mặt cắt tính tốn vị trí mặt cắt 1-1 neo hot dog EA [kN/m] 4,08E+6 Neo hot dog Neo thường Bầu neo 3,38E+6 Bảng Bảng thông số khai báo cáp neo đất TT [kN] Khoảng cách [m] 1,12E+5 9,87E+4 1,7 Loại EA Thơng số Hình Mặt cắt tính tốn vị trí mặt cắt 1-1 neo thường Neo hot dog Neo thường Cáp neo Bảng Thông số khai báo đầu vào đất vị trí BH05 Tên lớp Loại đất Tính chất đất Mơ hình gunsat (kN/m³) gsat (kN/m³) Eref (kN/m² ) 46 Cát san lấp Bùn sét 3a Sét pha nặng Sét pha Sét Rời Chảy Nửa cứng Dẻo nhão Dẻo mềm MC Drained 18,5 19 24000 MC Un-drained B 15,0 15,21 21800 MC Un-drained B 19,3 20,32 84350 MC Un-drained A 18,8 19,29 30000 MC Un-drained A 17 17,42 18000 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2019 Tên lớp 3a cref (kN/m² ) - - 14,3 30,2 j (độ) 25 - - 21 11,35 cu (kN/m² ) - 43,6 168,7 - - ju (độ) - 0 - - y (độ) 0 0 n 0,31 0,35 0,31 0,33 0,34 kx (m/day) 0,0002 0,002 0,002 0,0002 kx (m/day) 0,0001 0,001 0,001 0,0001 Rinter 0,67 0,67 0,5 0,67 0,67 SPT - 13 11 12 Versio n 2010.1.0.6019 Version 2010.1.0.6019 -55.00 -40.00 -30.00 -20 00 -10.00 00 y 10.00 A A A 0.00 0.00 30.00 40.00 50.00 -10.00 -20.00 31 34 27 11 26 24 22 16 14 17 32 20 33 18 30 -45 00 -40.00 -35.00 -30.00 - 25.00 -20.00 - 15 00 - 10 00 -5.00 y0.00 5.00 A A 10 00 15.00 A 20.00 25 00 30.00 35.00 40 00 45.00 50.00 55.00 A x -5.00 x 12 10 -50.00 0.00 A 35 36 13 -10.00 -15.00 23 43 38 25 28 15 -20.00 45 44 42 40 37 39 29 41 21 -25.00 19 -30.00 -30.00 -40.00 -35.00 -40.00 -50.00 -45.00 Proj ect des cripti on Date AnPhu Pro ject d esc ript ion 4/12/2019 Proj ect filename User name AnPhu - MC1sua lai 11 National Taiwan Univ of S cience and Tech Dat e AnPhu 5/11/2019 Pro ject f il ename User name AnPhu - MC1.P2D National Taiwan Univ of Science and Tech C :\Users \Admin\De skto p\Tham tra An Phu Hình Mơ hình tính tốn neo thường phần mềm Plaxis Hình Mơ hình tính tốn neo Hot dog phần mềm Plaxis Bảng Khả chịu tải neo theo địa chất Ds Tên lớp đất (m) 0,4 (Neo hot dog) 0,15 (neo thường) Ls NSPT (m) Sét pha Lực làm việc (kPa) Tu=πDsLstu (kN) 0,5Tu (kN) tu 12 13 100 1507,2 753,6 18 13 100 847,80 423,90 Khả chịu tải neo theo lý thuyết tính tốn theo tiêu chuẩn hành, từ bảng nhận thấy sức chịu tải theo đất tính tốn lý thuyết neo hot dog lớn so với neo thường khoảng 1,8 lần ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2019 Lực tối đa KẾT QUẢ 3.1 Sức chịu tải neo theo thí nghiệm thử tải cho hai loại neo hotdog neo thường Nhằm đánh giá khả chịu lực neo hot dog neo thường Tiến hành thí 47 nghiệm thử tải cho hai loại neo theo bảng bên Tiêu chuẩn thí nghiệm thử tải theo tiêu chuẩn FHWA tiêu chuẩn Việt Nam [10], [11] Kết cho thấy neo hot dog có khả chịu tải trọng lớn Lực kéo thí nghiệm lớn cho neo thường 53 neo hot dog 65 Như sức chịu tải neo lấy 42 cho neo thường 50 cho neo hot dog cho địa chất (bằng lực kéo lớn nhất/1.25), sức chịu tải thi công neo thử neo hotdog so với neo thường 1,2 lần Hình Chuyển vị tổng giai đoạn đào cuối neo hot dog Bảng Thơng số neo thử tải Chiều Đường dài Loại kính tổng neo bầu neo cộng (mm) (m) Neo Chiều Lực dài kéo bầu lớn neo (m) (tấn) 32 400 16 65 38 150 12 53 hot dog Neo thường Neo thuong Neo hot dog 10 Hình Chuyển vị tổng giai đoạn đào cuối neo thường Tai (tan) 20 30 40 50 60 70 80 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Chuyen vi (mm) Hình Kết thí nghiệm neo thử (đường cong tải trọng-chuyển vị) cho neo hotdog neo thường 3.2 Kết tính tốn phần mềm Plaxis 48 Hình 10 Mơ men tường giai đoạn đào cuối neo Hotdog ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2019 Hình 11 Mơ men tường giai đoạn đào cuối neo thường 3.3 Tổng hợp kết Từ bảng rút số kết luận sau: • Đối với neo hotdog (chiều dài lớn 32m) chiều dài neo giảm so với neo thường (chiều dài 36-38m) • Khả chịu tải neo hotdog lớn so với neo thường khoảng 20%, chiều dài bầu neo neo hotdog 12m, chiều dài bầu neo neo thường 16m • Về chuyển vị neo thường vào neo hotdog kết giống nhau, nhiên mơ men tác dụng vào tường vây neo thường lớn so với neo hotdog (Hình 10 11) • Chiều dài neo thường lớn, có vị trí nguy hiểm 38m, dẫn đến khó kiểm sốt độ giãn dài, dẫn tới rủi ro cho cơng trình Bảng Kết tính tốn tường vây Loại neo Chuyển vị ngang Giới hạn chuyển tường W800 (cm) vị ngang M max Tại đáy dht/He (%) (kN.m/m) hố đào (