Phân tích ứng xử của tường chắn đất và hệ kết cấu đỡ trong giai đoạn thi công hố đào sâu bằng phần mềm Plaxis 2D và 3D Foundation

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VÕ THỊ HỒI PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA TƯỜNG CHẮN ĐẤT VÀ HỆ KẾT CẤU ĐỠ TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 2D VÀ 3D POUNDATION Chun ngành : Kỹ thuật Xây dựng cơng trình DD & CN Mã số : 8580201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Đà Nẵng – Năm 2019 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS LÊ KHÁNH TOÀN Phản biện 1: PGS.TS PHẠM THANH TÙNG Phản biện 2: PGS.TS ĐẶNG CÔNG THUẬT Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 20 tháng 04 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách Khoa - Thư viện Khoa Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Hiện nay, cơng trình ngầm trở thành xu hướng tất yếu xây dựng đô thị đại Khai thác không gian ngầm giải nhiều vấn đề kinh tế - xã hội, đất đai xây dựng đô thị, mơi trường… Trong q trình thi cơng cơng trình ngầm, tường chắn đất đóng vai trò quan trọng, đảm bảo ổn định thành hố đào, đặc biệt cơng trình có chiều sâu hố đào lớn (cơng trình có nhiều tầng hầm, cơng trình cơng cộng ngầm đất ) Trong giai đoạn thi công đào đất, tải trọng xung quanh tác dụng lên tường chắn đất lớn, gây ứng suất, biến dạng, chuyển vị tường chắn lớn Vì vậy, cần thiết phải thiết kế hệ chống đỡ đảm bảo yêu cầu chịu lực đảm bảo an toàn cho tường chắn đất Vấn đề đặt cần phải mơ hình xác ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu chống đỡ Hiện nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin, có nhiều phần mềm thương mại có độ tin cậy cao ứng dụng rộng rãi thiết kế mô ứng xử tường chắn hệ kết cấu đỡ, cho độ xác cao, đơn giản sử dụng, có phần mềm Plaxis Khi tính tốn tường chắn đất giai đoạn thi cơng phần ngầm, kỹ sư kết cấu chủ yếu sử dụng Plaxis 2D Với việc sử dụng Plaxis 2D, toán trở nên đơn giản, thời gian tính tốn nhanh Tuy nhiên thực tế, ảnh hưởng hình dạng cơng trình (khơng đối xứng), tải trọng tác dụng (áp lực đất, nước, hoạt tải ) dọc theo chiều dài tường xung quanh tường khác nhau, làm việc không gian kết cấu đỡ Do đó, kết mơ Plaxis 2D phản ảnh chưa sát thực tế ứng xử tường chắn hệ kết cấu đỡ Đối với việc sử dụng Plaxis 3D cho phép người dùng mơ hình hóa tường chắn, hệ kết cấu đỡ, tải trọng tác dụng thực tế, kết mơ xác sát với thực tế Tuy nhiên khối lượng cơng việc để mơ hình Plaxis 3D lớn nên nhiều thời gian Vì vậy, nghiên cứu áp dụng Plaxis 2D Plaxis 3D toán cụ thể, làm sở để đề xuất ứng dụng tính tốn mơ ứng xử tường chắn hệ kết cấu đỡ cho thuận tiện, đơn giản, đảm bảo độ xác vấn đề có ý nghĩa khoa học thực tiễn Đó lí học viên chọn đề tài: “Phân tích ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ giai đoạn thi công hố đào sâu phần mềm Plaxis 2D 3D Foundation” Mục tiêu nghiên cứu Phân tích ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ phần mềm Plaxis 2D Plaxis 3D Foundation đề xuất trường hợp áp dụng Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Tường chắn đất hệ kết cấu đỡ tường chắn cơng trình có hố đào sâu giai đoạn thi công Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu với cơng trình thi cơng hố đào sâu đào mở sử dụng tường chắn đất hệ chống ngang, địa chất khu vực Đà Nẵng Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết tường chắn đất, công nghệ thi công phần ngầm từ lên (Bottom up) - Phân tích số ứng xử tường chắn đất, hệ văng chống sử dụng phần mềm chuyên dụng Plaxis 2D V.8 3D Foundation V.1 cơng trình cụ thể Kết dự kiến - Kết ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ giai đoạn thi cơng hố đào sâu cơng trình có 02 tầng hầm phần mềm Plaxis 2D foundation - Kết ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ giai đoạn thi công hố đào sâu cơng trình có 02 tầng hầm phần mềm Plaxis 3D foundation với dạng mặt hố đào khác nhau, tải trọng tác dụng xung quanh thành hố đào bên tường vây đối xứng, tải trọng tác dụng xung quanh thành hố đào bên tường vây không đối xứng - Đưa so sánh kết ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ giai đoạn thi công hố đào sâu cơng trình sử dụng phần mềm Plaxis 2D 3D Foundation Đề xuất trường hợp sử dụng hợp lý phần mềm Plaxis 2D hay 3D Foundation Bố cục đề tài Mở đầu; Chƣơng 1: Tổng quan tường chắn đất phương pháp thi công từ lên xây dựng cơng trình ngầm; Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn tường chắn đất hệ văng chống phần mềm Plaxis; Chƣơng 3: Phân tích ứng xử tường đất hệ kết cấu đỡ giai đoạn thi công hố đào sâu phần mềm Plaxis Kết luận kiến nghị Danh mục tài liệu tham khảo Chƣơng TỔNG QUAN VỀ TƢỜNG CHẮN ĐẤT VÀ PHƢƠNG PHÁP THI CÔNG TỪ DƢ I L N TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM 1.1 Tổng quan tƣờng đất 1.1.1 Giới thiệu tường đất t ng t th p 1.1.1.1 Định nghĩa tường đất ê t ng cốt th p 1.1.1.2 Vật liệu chủ yếu làm tường Barrette 1.1.1.3 Kích thước hình học Barrette 1.1.2 Nguy n tắ thiết kế, lựa họn kết ấu tường Barrette 1.1.3 C ng nghệ thi ng tường t ong đất tường a tt 1.1.3.1 Tóm tắt iện pháp thi c ng tường Barrette 1.1.3.2 Quy trình thi c ng tường Barrette 1.2 Tổng quan phƣơng pháp thi công Bottum – up 1.2.1 Ch ng đỡ tường v y hệ v ng h ng ho ing - kingpost) 1.2.2 Ch ng đỡ tường v y neo ng uất t ướ đất 1.3 Nhận t chƣơng Để thi công móng kết cấu phần ngầm cơng trình từ lên, cần phải đào hố đào đến vị trí cốt đáy móng cơng trình Đối với hố đào sâu, áp lực đất, nước tác dụng lên tường chắn lớn, cần mơ xác ứng xử tường chắn để làm sở thiết kế hệ chống đỡ tường chắn Việc áp dụng phương pháp tính tốn mơ phù hợp với giai đoạn thi cơng hố đào sâu theo hình dạng mặt hố đào chiều sâu hố đào cơng trình vấn đề quan trọng để giải pháp thiết kế giai đoạn thi công hố đào sâu đảm bảo an tồn thi cơng cơng trình Đối với phương pháp sử dụng hệ văng chống (hệ shoring kingpost) để chống đỡ tường vây, hiểu biết giai đoạn thi công giới thiệu tổng quan sở quan trọng để mơ hình hóa tốn phần mềm địa kỹ thuật, giúp mơ phòng ứng xử tường chắn hệ chống đỡ cách xác Hiện có nhiều phương pháp tính tốn thiết kế hố đào sâu giai đoạn thi cơng Trong có phần mềm thương mại Plaxis 2D 3D Foundation Đối với phần mềm Plaxis 2D, q trình tính tốn giả thiết tất mặt phẳng làm việc giống nhau, bỏ qua làm việc không gian, nghĩa ch x t làm việc tường chắn hệ chống đỡ theo phương Do đó, dẫn đến kết tính tốn số trường hợp gây lãng phí khơng cần thiết, số vị trí mặt phẳng tường chắn làm việc bất lợi kết tính tốn phần mềm Plaxis 2D khơng phân tích khơng đảm bảo an tồn giai đoạn thi cơng hố đào sâu, gây an tồn, chí gây sụp đổ thành hố Đối với mềm Plaxis 3D Foundation, cho ph p mô tả làm việc không gian tường chắn hệ văng chống q trình thi cơng hố đào sâu, cho kết tính tốn nội lực, chuyển vị, biến dạng mặt phẳng làm việc tường chắn hệ văng chống Tuy vậy, phân tích ứng xử tường chắn hệ văng chống giai đoạn thi công Plaxis 3D thường phức tạp mà nhiều trường hợp việc sử dụng Plaxis 3D đảm bảo độ xác độ tin cậy Vì cần phải xem x t toán cụ thể để đề xuất trường hợp sử dụng phù hợp phần mềm Plaxis 2D 3D Foundation Nội dung nghiên cứu thực qua toán cụ thể chương luận văn Chƣơng CƠ SỞ L THUY T TÍNH TỐN TƢỜNG CHẮN ĐẤT VÀ HỆ VĂNG CHỐNG BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 2.1 Tổng quan Plaxis phân t ch đ a kỹ thuật 2.2 Cơ sở lý thuyết Plaxis 2.2.1 Cá phương t ình iến dạng ản t ong m i t ường li n tụ 2.2.2 Rời hóa th o lưới phần tử hữu hạn 2.2.3 Phương pháp tính lặp 2.2.4 Mơ hình ng a đất 2.2.4.1 Mơ hình Mohr – Coulomb Ngun lý chủ yếu mơ hình Mohr – Coulomb biến dạng đất bao gồm hai thành phần: biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo 2.2.4.2 M hình tăng ền đẳng hướng Hardening Soil 2.3 Các thơng số mơ hình ứng cơng trình Plaxis 2.3.1 h ng đất 2.3.1.1 Loại vật liệu đất (Drained, Undrained, Nonporous) 2.3.1.2 Dung trọng ão hòa dung trọng kh 2.3.1.3 Hệ số thấm 2.3.1.4 Th ng số độ cứng đất 2.3.1.5 Th ng số sức kháng cắt đất 2.3.2 hình phần tử ng t ình t ong Plaxis .2 Tường v y Tường vây mơ hình dạng phần tử (plate) .2.2 Hệ văng chống Hệ văng chống mô hình hóa Plaxis 2D hình thức phần tử neo (node-to-node anchors) Trong Plaxis 3D, hệ văng chống mơ phần tử dầm (beams) .3.3 t m Plaxis v Đối với phân tích Plaxis 2D, mơ hình coi biến dạng phẳng Hố đào có dạng hình chữ nhật, giả định mơ hình có mặt cắt đồng nhất, biến dạng tiết diện mặt phẳng đồng đều, tải trọng đồng biến dạng phương vng góc với tiết diện Trong mơ hình phân tích, chống liên kết với tường vây liên kết gối cố định (fixed end – anchor) liên kết gối tựa (node –to – node anchors) Đối với phân tích Plaxis 3D Foundation, mơ hình bao gồm tất tính chất đất, tải trọng, phụ tải theo thực tế xây dựng Trong mơ hình phân tích, chống liên kết với tường vây mặc định liên kết dầm (beams) Về khai báo, xuất kết Plaxis 2D 3D foundation: Module input: - Các thủ tục khai báo Plaxis 2D đơn giản, người dùng làm việc với đối tượng mặt phẳng Với Plaxis 3D foundation, việc khai báo phức tạp (làm việc với đối tượng mặt phẳng, khối) - Mặt cắt địa chất Plaxis 2D khai báo địa chất (Materials set), có nghĩa mặt cắt địa chất lý tưởng, đồng theo lớp - Plaxis 3D Foundation khai báo theo lỗ khoan (borehole), mặt lỗ khoan bố trí theo thực tế khảo sát địa chất Vì thể phức tạp địa chất Module calculation: - Plaxis 2D tính tốn điều kiện ban đầu (Initial condition) nước ngầm initial stress lớp địa chất Plaxis 3D foundation tự động tính tốn giai đoạn (phase) thi công 2.4 Nhận t chƣơng Trên sở lý thuyết biến dạng kết hợp mô ứng xử đất thông qua đặc tính lý đất nền, phương pháp phân tích phần tử hữu hạn sử dụng công tác tính tốn thiết kế thi cơng hố đào sâu Mơ hình Mohr – Coulomb Plaxis dựa ý tưởng qui luật cân đàn - dẻo với ngưỡng cố định không bị tác động biến dạng dẻo trạng thái ứng suất điểm nằm mặt ngưỡng đàn hồi túy Mô hình tương đối đơn giản dễ sử dụng, thường dùng để tính tốn gần ứng xử giai đoạn đầu đất Do Chương tính tốn luận văn sử dụng Mơ hình Mohr – Coulomb Việc phân tích thơng số sử dụng phần mềm Plaxis 2D 3D sở để tác giả lựa chọn mơ hình đất nền, mơ hình vật liệu mơ hình phần tử kết cấu tường chắn, hệ văng chống mô khảo sát số từ số liệu cơng trình thực địa bàn thành phố Đà Nẵng c (kN) 18 Plaxis 2D: c c ăng (kN) c Plaxis 3D ( t ơng ng c c ăng (kN) Plaxis 3D: c ng p ch c c c nn t i 2D): ăng (kN) o Hình 3.20 Biểu đồ so sánh lực dọc hệ văng (TH -TH4) c (kN) Plaxis 2D: c c ăng (kN) c Plaxis 3D ( t ơng ng c c ăng (kN) Plaxis 3D: c ng p ch c c c nn t i 2D): ăng (kN) o Hình 3.21 Biểu đồ so sánh lực dọc hệ văng (TH1-TH4) Nhận xét: việc sử dụng Plaxis 2D ch cho giá trị lớn momen, chuyển vị lực dọc hệ văng tất trường hợp khác kích thước hố đào Đối với Plaxis 3D có thay đổi ứng xử kết cấu có thay đổi kích thước phương hố đào Cụ thể sau: Đối với mô men tường vây: - Plaxis 3D cho mơ men mặt cắt (chọn vị trí tương ứng với Plaxis 2D) có giá trị tăng dần đạt 60% so với giá trị mơ men tính với Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH3 & TH4) - Plaxis 3D (max) cho giá trị mô men cực đại có giá trị tăng dần 126% giá trị mơ men tính Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH3 & TH4) 19 Đối với chuyển vị tường vây: - Chuyển vị tính Plaxis 2D có giá trị lớn chuyển vị tính Plaxis 3D - Tại mặt cắt tính với Plaxis 2D, giá trị chuyển vị tính Plaxis 3D giá trị chuyển vị lớn Đối với lực dọc hệ văng chống lớp 1: - Plaxis 3D cho giá trị lực dọc hệ văng chống mặt cắt (chọn vị trí tương ứng với Plaxis 2D) có giá trị tăng dần 77% giá trị lực dọc tính Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH3 & TH4) - Plaxis 3D (max) cho giá trị lực dọc lớn tăng dần 94% giá trị lực dọc tính Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH3 & TH4) Đối với lực dọc hệ văng chống lớp 2: - Plaxis 3D cho giá trị lực dọc hệ văng chống mặt cắt (chọn vị trí tương ứng với Plaxis 2D) có giá trị tăng dần 52% giá trị lực dọc tính Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH3 & TH4) - Plaxis 3D (max) cho giá trị lực dọc lớn tăng dần 61% giá trị lực dọc tính Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH3 & TH4) Kiểm tra ổn định hệ văng chống tất trường hợp thỏa mãn Nội lực hệ văng chống không vượt giới hạn cho ph p 3.3 Công trình thi cơng có mặt tầng hầm đối ứng, tải trọng tác dụng xung quanh thành hố đào bên ngồi tường vây khơng đối ứng Bài tốn tiếp tục x t trường hợp hố đào tầng hầm có mặt 20 đối xứng với kích thước cạnh ngắn 12 m, kích thước cạnh dài thay đổi là: L = 15 m (TH5); L = 18 m (TH6); L = 21 m (TH7) L = 24 m (TH8) Tải trọng có giá trị kN m2 phân bố khoảng 10 m, cách m p tường vây 1,0 m ch đặt cạnh liên tiếp hố đào (Hình 3.22) 3.3.1 ường hợp (TH5): W × L = 12 × 15 m Kết xác định nội lực, chuyển vị tường vây (tại mặt cắt m theo phương cạnh dài) lực dọc hệ văng chống Bảng 3.8 mơ men n Hình M men chuyển vị tường v y TH5 (Plaxis 3D) - W × L = 12×15 m Bảng Tổng hợp kết nội lực chuyển vị ằng Plaxis 2D 3D cho TH5 W × L = 12×15 m Plaxis 3D TH5 (12 m × 15 m) Tường vây Nội lực max Đơn vị Momen max kN.m/m Plaxis 2D Mặt cắt (X = m) Max 133 73 164 21 Chuyển vị max m 0,006 0,0042 0,0042 Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -2,5 m) Lực dọc Max kN 187 132 133 Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -5,5 m) Lực dọc Max kN 351 165 167 3.3 ường hợp (TH6): W × L = 12 × 18 m Kết xác định nội lực, chuyển vị tường vây (tại mặt cắt m theo phương cạnh dài) lực dọc hệ văng chống Bảng 3.9 Bảng Tổng hợp kết nội lực chuyển vị ằng Plaxis 2D 3D cho TH6 W × L = 12×18 m TH6 (12 m × 18 m) Tường vây Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -2,5 m) Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -5,5 m) 3.3.3 Bảng Nội lực max Momen max Chuyển vị max Lực dọc Max Lực dọc Max Đơn vị Plaxis 2D Plaxis 3D Mặt cắt (X = m) Max kN.m/m 133 75 169 m 0,006 0,0041 0,0041 kN 187 142 165 kN 351 178 201 ường hợp (TH7): W × L = 12 × 21 m Tổng hợp kết nội lực chuyển vị ằng Plaxis 2D 3D cho TH7 W × L = 12×21 m TH7 (12m × 21 m) Nội lực max Đơn vị Plaxis 2D Plaxis 3D Mặt cắt (X = 9m) Max 22 Tường vây Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -2,5 m) Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -5,5 m) 3.3.4 Momen max Chuyển vị max Lực dọc Max Lực dọc Max kN.m/m 133 82 171 m 0,006 0,0041 0,0041 kN 187 143 175 kN 351 184 214 ường hợp (TH8): W × L = 12 × 24 m Kết xác định nội lực, chuyển vị tường vây (tại mặt cắt 12 m theo phương cạnh dài) lực dọc hệ văng chống Bảng 3.11 Bảng Tổng hợp kết nội lực chuyển vị ằng Plaxis 2D 3D cho TH8 W × L = 12×24 m TH8 (12 m × 24 m) Tường vây Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -2,5 m) Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -5,5 m) Nội lực max Momen max Chuyển vị max Lực dọc Max Lực dọc Max Đơn vị Plaxis 2D Plaxis 3D Mặt cắt (X = 12 m) Max kN.m/ m 133 82 171 m 0,006 0,0042 0,0042 kN 187 143 185 kN 351 184 229 Hình 3.27 so sánh kết phân tích mơ men tường vây Plaxis 2D 3D, x t giá trị mơ men tường vây với phân tích Plaxis 3D vị trí tương ứng với vị trí phân tích Plaxis 2D xem x t đến mô men cực đại vị trí bất k tường vây phân tích Plaxis 3D ng vây (kN.m/m) 23 Plaxis 2D: Momen max (kN.m/m) ng vây Plaxis 3D ( t ơng ng mô men ng vây (kN.m/m) Momen Plaxis 3D: Momen max (kN.m/m) c ng p ch c i 2D): ng vây o Hình 3.27 Biểu đồ so sánh Momen max tường v y (TH5-TH8) ng vây (mm) Hình 3.28 so sánh kết phân tích chuyển vị tường vây Plaxis 2D 3D Plaxis 2D: n Plaxis 3D ( n Plaxis 3D: c ng p ch c n max t ơng ng ng vây (mm) n max ng vây (mm) i 2D): ng vây (mm) o Hình 3.28 Biểu đồ so sánh chuyển vị max tường v y (TH5-TH8) Hình 3.29 Hình 3.30 so sánh kết phân tích lực dọc lớp văng chống phân tích ứng xử hệ Plaxis 2D Plaxis 3D, x t cho trường hợp từ TH5 đến TH8 24 c (kN) Plaxis 2D: c c ăng (kN) c Plaxis 3D ( t ơng ng c c ăng (kN) Plaxis 3D: c ng p ch c c c nn t i 2D): ăng (kN) o Hình 3.29 Biểu đồ so sánh lực dọc hệ văng (TH5-TH8) c (kN) Plaxis 2D: c c ăng (kN) c Plaxis 3D ( t ơng ng c c ăng (kN) Plaxis 3D: c ng p ch c c c nn t i 2D): ăng (kN) o Hình 3.30 Biểu đồ so sánh lực dọc hệ văng (TH5-TH8) Nhận xét: Đối với mô men tường vây: - Plaxis 3D cho mô men mặt cắt (chọn vị trí tương ứng với plaxis 2D) có giá trị tăng dần đạt 62 so với giá trị mô men tính với Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH7 & TH8) - Plaxis 3D (max) cho giá trị mơ men cực đại có giá trị tăng dần 130% giá trị mơ men tính Plaxis 2D tỷ lệ 25 hai cạnh lớn 1.5 (TH7 & TH8) Đối với chuyển vị tường vây: - Chuyển vị tính Plaxis 2D có giá trị lớn chuyển vị tính Plaxis 3D - Tại mặt cắt tính với Plaxis 2D, giá trị chuyển vị tính Plaxis 3D giá trị chuyển vị lớn Đối với lực dọc hệ văng chống lớp 1: - Plaxis 3D cho giá trị lực dọc hệ văng chống mặt cắt (chọn vị trí tương ứng với plaxis 2D) có giá trị tăng dần 77% giá trị lực dọc tính Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH7 & TH8) - Plaxis 3D (max) cho giá trị lực dọc lớn tăng dần 94% giá trị lực dọc tính Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH7 & TH8) Đối với lực dọc hệ văng chống lớp 2: - Plaxis 3D cho giá trị lực dọc hệ văng chống mặt cắt (chọn vị trí tương ứng với plaxis 2D) có giá trị tăng dần 52% giá trị lực dọc tính Plaxis 2D tỷ lệ hai cạnh lớn 1.5 (TH7 & TH8) 3.4 Cơng trình thi cơng có mặt tầng hầm không đối xứng, tải trọng tác dụng xung quanh thành hố đào bên tường vây khơng đồng Bài tốn tiếp tục x t trường hợp hố đào tầng hầm có mặt khơng đối xứng, tải trọng tác dụng xung quanh thành hố đào bên ngồi tường vây khơng đồng Tính tốn với giá trị phụ tải kN/m2 cho bên kN/m2 cho mặt X t cho trường hợp mặt bằng: - Trường hợp (TH9): Hình chữ nhật có phần lồi lõm 26 - Trường hợp 10 (TH10): Hình bình hành - Trường hợp 11 (TH11): Hình tam giác 3.4.1 ường hợp (TH9): Hình chữ nhật có phần lồi lõm Hình 3.31 giới thiệu mặt hình chữ nhật có phần lồi l m Mặt cơng trình phía l m vào cạnh ngắn mơ men n Hình M men chuyển vị tường v y TH (Plaxis 3D) Bảng Tổng hợp kết nội lực chuyển vị ằng Plaxis 2D 3D cho TH9 Nội lực, chuyển vị Đơn vị Plaxis 2D Plaxis 3D Momen max kN.m /m 133 173 Chuyển vị max m 0,025 0,0057 Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -2,5 m) Lực dọc Max kN 187 259 Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -5,5 m) Lực dọc Max kN 351 278 TH9 Tường vây 27 3.4.2 ường hợp 10 (TH10): Hình bình hành mơ men n Hình M men chuyển vị tường v y TH (Plaxis 3D) Bảng Tổng hợp kết nội lực chuyển vị ằng Plaxis 2D 3D cho TH10 Nội lực max Đơn vị Plaxis 2D Plaxis 3D Momen max kN.m/ m 133 200 Chuyển vị max m 0,025 0,0045 Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -2,5 m) Lực dọc Max kN 187 178 Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -5,5 m) Lực dọc Max kN 351 218 TH10 Tường vây 3.4.3 ường hợp 11 (TH11): Hình tam giác mơ men n Hình M men chuyển vị tường v y TH (Plaxis 3D) 28 Bảng Tổng hợp kết nội lực chuyển vị ằng Plaxis 2D 3D cho TH11 Đơn vị kN m/m Plaxis 2D Plaxis 3D 133 177 Chuyển vị max m 0,025 0,0092 Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -2,5 m) Lực dọc Max kN 187 231 Hệ văng chống lớp (cốt đào đất -5,5 m) Lực dọc Max kN 351 301 Nội lực max TH11: Momen max Tường vây Momen ng vây (kN.m/m) Hình 3.40 so sánh kết phân tích mơ men tường vây Plaxis 2D 3D cho trường hợp cụ thể kích thước mặt c ng p nh ng o Hình 3.40 Biểu đồ so sánh mô men max tường v y (TH -TH11) n ng vây (mm) 29 c ng p nh ng o c c (kN) Hình 3.41 Biểu đồ so sánh chuyển vị max tường v y (TH -TH11) c ng p ch c o c c (kN) Hình 3.42 Biểu đồ so sánh lực dọc hệ văng (TH -TH11) c ng p ch c o Hình 3.43 Biểu đồ so sánh lực dọc hệ văng (TH -TH11) Nhận xét: 30 Đối với mô men tường vây: - Plaxis 3D (max) cho giá trị mơ men cực đại có giá trị thay đổi thay đổi mặt tường vây Giá trị tính tốn Plaxis 3D có kết lớn giá trị Plaxis 2D từ 23 đến 34% Đối với chuyển vị tường vây: - Chuyển vị tính Plaxis 2D có giá trị lớn chuyển vị tính Plaxis 3D Đối với lực dọc hệ văng chống lớp 1: - Tùy theo mặt hệ văng, giá trị tính tốn plaxis 3D có kết lớn giá trị plaxis 2D từ đến 28% Đối với lực dọc hệ văng chống lớp 2: - Tùy theo mặt hệ văng, giá trị tính tốn plaxis 2D có kết lớn giá trị plaxis 3D từ 14 3.5 Nhận đến 38% t chƣơng Từ kết số liệu tính tốn 11 trường hợp trên, cho thấy trường hợp mặt đối xứng, phụ tải đối xứng mặt đối xứng, phụ tải không đối xứng (TH1-TH4 & TH5-TH8), tỷ lệ hai cạnh lớn 1,5 tính tốn Plaxis 2D Plaxis 3D Foundation có giá trị tiệm cận; tỷ lệ hai cạnh nhỏ 1,5 tính tốn Plaxis 2D Plaxis 3D Foundation có sai khác lớn (15%-30 ) Do trường hợp mặt đối xứng, phụ tải đối xứng mặt đối xứng, phụ tải không đối xứng tỷ lệ cạnh lớn 1,5 nên lựa chọn Plaxis 2D để tính tốn nhằm giảm bớt khối lượng cơng việc thực thời gian tính tốn cho người thiết kế biện pháp thi công hố đào sâu Trong trường hợp mặt không đối xứng, phụ tải không đồng (TH9-TH11) số liệu tính tốn plaxis 3D Foundation cho giá plaxis 3D Foundation cho thấy nội lực góc lân cận góc có 31 giá trị lớn đột biến (150 ) so với mặt phẳng làm việc lân cận Do trường hợp mặt đối xứng, phụ tải đối xứng; mặt đối xứng, phụ tải không đối xứng tỷ lệ hai cạnh nhỏ 1,5 trường hợp mặt không đối xứng, phụ tải không đồng cần phải lựa chọn Plaxis 3D Foundation để tính tốn thiết kế biện pháp thi cơng hố đào sâu nhằm đảm bảo an tồn q trình thi cơng cơng trình K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ Kết luận Qua kết phân tích tính tốn nội dung luận văn, tác giả đưa kết luận sau: Với điều kiện địa chất, điều kiện kết cấu tường vây chiều sâu hố đào, xem x t số dạng mặt hố đào khác nhau, qua kết tính tốn nội lực cho thấy có sai khác độ lớn mô men, chuyển vị, lực dọc hệ văng việc sử dụng phần mềm Plaxis 2D Plaxis 3D Foundation Việc mô tính tốn ứng xử tường vây hệ văng chống thi cơng hố đào sâu cho cơng trình có hai tầng hầm phần mềm Plaxis 2D ch cho giá trị lớn mô men, chuyển vị lực dọc hệ văng, không phụ thuộc vào hình dạng mặt hố đào Việc mơ tính toán ứng xử tường vây hệ văng chống thi cơng hố đào sâu cho cơng trình có hai tầng hầm phần mềm Plaxis 3D thể r làm việc khơng gian, hiệu ứng góc tường vây, giúp cho người thiết kế thấy vị trí nào, cạnh tường hố đào có khả gây 32 chuyển vị lớn (mất ổn định nhất), vị trí tường có mơ men lớn mà phần mềm Plaxis 2D khơng thể được, để từ có giải pháp xác cơng tác thiết kế, thi công hố đào sâu Trong trường hợp mặt hố đào đối xứng, tải đối xứng mặt hố đào đối xứng, phụ tải không đối xứng, tỷ lệ hai cạnh hố đào lớn 1,5 kết tính tốn Plaxis 2D Plaxis 3D Foundation có giá trị tiệm cận Do đó, người người thiết kế nên sử dụng Plaxis 2D mô phỏng, phân tích để giảm bớt khối lượng cơng việc Đồng thời cần ý gia cường vị trí góc hệ tường vây để đảm bảo an toàn thành hố đào q trình thi cơng Kiến ngh Các dạng mặt hố đào sâu khác tốn đặt để phân tích ch giả định điều kiện địa chất Đà Nẵng Tác giả chưa có điều kiện tổng hợp cơng trình thực tế có dạng tương tự, có kết quan trắc thực tế để phân tích so sánh Do cần có thêm cơng trình thực tế ứng với dạng địa chất khác kèm theo kết quan trắc chuyển vị để so sánh Trong khuôn khổ luận văn tác giả ch xem x t tốn cơng trình có tầng hầm, chiều sâu hố đào 8m Vì cần mở rộng nghiên cứu cơng trình có chiều sâu hố đào lớn hơn, đồng thời tăng độ lớn tải trọng tác dụng xung quanh thành hố đào bên tường chắn đất để xem x t ứng xử tường chắn hệ chống bao quát ... tài: Phân tích ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ giai đoạn thi công hố đào sâu phần mềm Plaxis 2D 3D Foundation Mục tiêu nghiên cứu Phân tích ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ phần mềm Plaxis. .. thi cơng hố đào sâu cơng trình có 02 tầng hầm phần mềm Plaxis 2D foundation - Kết ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ giai đoạn thi công hố đào sâu cơng trình có 02 tầng hầm phần mềm Plaxis 3D. .. sánh kết ứng xử tường chắn đất hệ kết cấu đỡ giai đoạn thi công hố đào sâu cơng trình sử dụng phần mềm Plaxis 2D 3D Foundation Đề xuất trường hợp sử dụng hợp lý phần mềm Plaxis 2D hay 3D Foundation