Phân tích chuyển vị của tường vây trong phương pháp thi công top down dựa vào độ cứng sàn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM VINH PHÁT PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG VÂY TRONG PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TOP - DOWN DỰA VÀO ĐỘ CỨNG SÀN CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ: 60.58.02.11 LUÂN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 01 năm 2018 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Lê Trọng Nghĩa Cán chấm nhận xét : GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ Cán chấm nhận xét : PGS.TS Bùi Trường Sơn Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM Ngày 10 tháng 01 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Nguyễn Minh Tâm GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ PGS.TS Bùi Trường Sơn PGS.TS Tô Văn Lận PGS.TS Nguyễn Thành Đạt Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Nguyễn Minh Tâm TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS.TS Nguyễn Minh Tâm ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHẠM VINH PHÁT MSHV: 1570050 Ngày tháng năm sinh: 01/09/1992 Nơi sinh: ĐỒNG THÁP Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60.58.02.11 Khóa (năm trúng tuyển): 2015 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ TƯỜNG VÂY TRONG PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TOP - DOWN DỰA VÀ ĐỘ CỨNG SÀN II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Thu thập nghiên cứu liên quan, phân tích hệ thống nghiên cứu Trình bày sở lý thuyết hệ chống ảnh hưởng hệ thống lỗ mở sàn đến chuyển vị tường vây q trình thi cơng tầng hầm Ứng dụng phân tích cơng trình thực tế Việt Nam Nhận xét phân tích kết đạt Các kết luận kiến nghị khoa học III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/07/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2017 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LÊ TRỌNG NGHĨA Tp HCM, ngày tháng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN năm 2018 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS LÊ TRỌNG NGHĨA PGS.TS LÊ BÁ VINH TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS.TS NGUYỄN MINH TÂM LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể q Thầy Bộ mơn Địa Cơ Nền Móng – Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy truyền đạt học, kinh nghiệm chuyên ngành quý giá, giúp tác giả có đầy đủ tảng kiến thức để thực đề tài nghiên cứu Tiếp theo, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành lòng biết ơn sâu sắc đến TS Lê Trọng Nghĩa, thầy truyền đạt kiến thức, hướng dẫn tận tâm, định hướng cho tác giả suốt trình thực đề tài nghiên cứu Đồng thời, tác giả xin gửi đến ThS Bùi Văn Chúng lịng biết ơn sâu sắc nhận xét góp ý thật bổ ích thầy để tác giả hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu Sau cùng, tác giả xin gửi lời biết ơn chân thành, sâu sắc đến gia đình bạn bè, đồng nghiệp quan tâm, giúp đỡ, động viên, ủng hộ tác giả suốt chặn đường thực đề tài nghiên cứu Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2017 Học viên Phạm Vinh Phát TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu ảnh hưởng chuyển vị tường vây phụ thuộc vào độ cứng hệ kết cấu chống đỡ, sở phân tích cơng trình thực tế thành phố Hồ Chí Minh Cơng trình phân tích có tổng tầng hầm thi công phương pháp thi công Top – Down, chiều sâu đào đất lớn -26.55m thi cơng hố pít thang máy Cơng trình sử dụng kết cấu tường vây có chiều dày 600mm, chuyển vị lớn tường vây 31.2mm (trong giai đoạn thi cơng hố pít, dựa vào kết quan trắc thực tế) Trong luận tác giả mơ q trình thi công tầng hầm phần mềm Plaxis 2D Foundation kết hợp với Etabs V16, mô Plaxis 3D Foundation tiến hành so sánh kết chuyển vị so với thực tế quan trắc Kết phăn tích Plaxis 2D Foundation cho hình dạng biểu đồ giống với quan trắc thực tế, cho giá trị lớn Trong kết kết thu từ Plaxis 3D Foundation cho kết giống với quan trắc thực tế, điều chứng tỏ mô Plaxis 3D Foundation thu kết xác đáng tin cậy Ngồi dựa vào mơ Plaxis 3D Foundation tác giả cịn tiến hành so sánh chuyển vị khu vực khác mặt thi cơng tường vây, từ rút kết chuyển vị tường vây độ cứng sàn (độ cứng sàn phụ thuộc vào chiều dày sàn, cách bố trí lỗ mở, hệ kết dầm Kingpost) ABSTRACT The graduation thesis examines the effect of displacement of the diaphragm wall on the hardness of the supporting structure, based on the analysis of an actual structure in Ho Chi Minh City The analysis has a total of basements are constructed by TopDown construction method, the largest digging depth is -26.55m construction elevator pits The structure of the diaphragm wall is 600mm thick, the largest displacement of the diaphragm wall is 31.2mm (during the construction of the pits, based on the actual observation results) In this essay, the author simulates the basement construction using the Plaxis 2D Foundation software in combination with the Etabs V16, and simulates the Plaxis 3D Foundation and compares the displacement results with the actual observations Plaxis 2D Foundation's plaque results for the chart shape is similar to the actual observation, but for greater value While results obtained from the Plaxis 3D Foundation yielded results that are very similar to actual observations, this proves that Plaxis 3D Foundation's simulation results are more accurate and reliable In addition, based on the Plaxis 3D Foundation simulation, the author also conducted transposition comparisons in different areas of the diaphragm wall construction, resulting in the removal of the diaphragm wall and the hardness of the floor (floor hardness depending on the floor thickness, the openings, openings, and the Kingpost) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn đề tài nghiên cứu thực tác giả, thực hướng dẫn khoa học TS Lê Trọng Nghĩa Tất số liệu, kết tính tốn, phân tích luận văn hồn tồn trung thực Tơi cam đoan chịu trách nhiệm sản phẩm nghiên cứu Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2017 Học viên PHẠM VINH PHÁT MỤC LỤC CHƯƠNG : MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Nghiên cứu lý thuyết 4.2 Mô phần tử hữu hạn NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1 Nghiên cứu tác giả Gordon Tung-Chin Kung: Comparision of excavation – include wall deflection using Top Down and Bottom Up construction methods in Taipei silty clay [1]……………… 1.2.2 Nghiên cứu tác giả Chang Yu Ou cơng sự: Nghiên cứu cơng trình Taipei Enterprise National Center 13 1.2.3 M.Moeinil, B.Rafezy2 and W.P.Howson: Investigation Into The Floor Diaphragm Flexibility In Rectangular Reinforced Concrete Buildings And Error Formula 17 1.3 1.3.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM 18 Châu Ngọc Lê Văn Pha: Tính tốn hệ kết cấu bảo vệ hố móng sâu phương pháp xét làm việc đồng thời đất kết cấu 18 1.3.2 Nguyễn Minh Tâm, Nguyễn Bửu Anh Thư: Nghiên cứu phương pháp tính áp lực đất phù hợp với tường vây hố đào sâu 21 1.4 NHẬN XÉT 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 22 2.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ THANH CHỐNG ĐỠ HỐ ĐÀO 22 2.2 ẢNH HƯỞNG THANH CHỐNG ĐẾN CHUYỂN VỊ TƯỜNG CHẮN 23 2.2.1 Độ cứng hệ chống (Struts Stiffness) 23 2.2.2 Khoảng cách hệ chống (Struts spacing) 24 2.2.3 2.3 Kích tải trước cho hệ chống (Struts Preload) 25 PHÂN TÍCH LỰC DỌC THANH CHỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐƠN GIẢN 25 2.3.1 Xác định tải trọng hệ chống theo phương pháp áp lực đất biểu kiến 25 2.3.2 Sự gia tăng tải trọng chống giai đoạn thi công sàn tầng hầm 27 2.4 PHÂN TÍCH MỐI QUAN HỆ BIẾN DẠNG TƯỜNG CHẮN - LÚN BỀ MẶT 28 2.4.1 Dạng độ lún bề mặt đất 28 2.4.2 Xác định giá trị lớn độ lún bề mặt đất 28 2.5 ỨNG XỬ KHƠNG GIAN Q TRÌNH THI CƠNG TẦNG HẦM 29 2.6 PHÂN TÍCH BÀI TỐN HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHẦN TỬ HỮU HẠN 30 2.6.1 Quan hệ nước khơng nước 30 2.6.2 Mô hình tăng bền đẳng hướng Harderning Soil 31 2.6.3 Chia lưới phần tử Plaxis 33 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CƠNG TRÌNH THỰC TẾ 35 3.1 THỰC TRẠNG CƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH 35 3.1.1 Đặc điểm cơng trình phân tích 35 3.1.2 Điều kiện địa chất cơng trình 36 3.1.3 Trình tự thi công tầng hầm 40 3.2 MƠ PHỎNG CƠNG TRÌNH 56 3.2.1 Thơng số tốn 56 3.2.2 Kết phân tích Plaxis 65 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 81 Kết luận …………………………………………………………………………………………81 Kiến nghị …………………………………………………………………………………………82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 DANH MỤC HÌNH HÌNH 1-1 MINH HỌA THƠNG TIN CHI TIẾT CỦA 26 HỐ ĐÀO SÂU THU THẬP 10 HÌNH 1-2: BIẾN DẠNG CỦA TƯỜNG 26 TRƯỜNG HỢP THU THẬP TRONG LỊCH SỬ 10 HÌNH 1-3 ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG CỦA SÀN ĐẾN BIẾN DẠNG CỦA TƯỜNG VÂY 11 HÌNH 1-4 ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG THANH CHỐNG ĐẾN BIẾN DẠNG TƯỜNG VÂY 11 HÌNH 1-5 QUAN HỆ CHIỀU SÂU HỐ ĐÀO GÂY BIẾN DẠNG TƯỜNG 12 HÌNH 1-6 MẶT BẰNG CƠNG TRÌNH TAIPEI ENTERPRISE NATIONAL ENTERPRISE 13 HÌNH 1-7 MẶT CẮT HỒ ĐÀO CƠNG TRÌNH TAIPEI ENTERPRISE NATIONAL ENTERPRISE 14 HÌNH 1-8 BIỆN PHÁP THI CƠNG TỊA NHÀ TAIPEI ENTERPRISE NATIONAL ENTERPRISE 15 HÌNH 1-9 MỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN DẠNG CỦA TƯỜNG, ĐỘ CỨNG HỆ CHỐNG 15 HÌNH 1-10 MỐI QUAN HỆ HÌNH DẠNG TƯỜNG BIẾN DẠNG VÀ SỰ TĂNG ĐỘ CỨNG THANH CHỐNG 16 HÌNH 1-11 MỐI QUAN HỆ HÌNH DẠNG TƯỜNG BIẾN DẠNG VÀ SỰ TĂNG ĐỘ CỨNG THANH CHỐNG 16 HÌNH 1-12 ĐỘ VÕNG CỦA TƯỜNG THEO PHƯƠNG NGANG VÀ ĐỘ LÚN BỀ MẶT HỐ ĐÀO 17 HÌNH 1-13 MẶT BẰNG CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIÊU LỘC - THỊ NGHÈ 18 HÌNH 1-14 MẶT CẮT CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIÊU LỘC - THỊ NGHÈ 18 HÌNH 1-15 HỆ TƯỜNG CHẮN VÀ THANH CHỐNG HÌNH 1-16 KÍCH ĐIỀU CHỈNH CHUYỂN VỊ TƯỜNG 19 HÌNH 1-17 MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 19 HÌNH 2-1 LIÊN KẾT GIỮA HỆ THANH CHỐNG VÀ KINGPOST 22 HÌNH 2-2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ CHỐNG ĐỠ HỐ ĐÀO 23 HÌNH 2-3 MỐI QUAN HỆ BIẾN DẠNG TƯỜNG CHẮN VÀ HỆ THANH CHỐNG CĨ ĐỘ CỨNG LỚN 23 HÌNH 2-4 MỐI QUAN HỆ BIẾN DẠNG TƯỜNG CHẮN VÀ HỆ THANH CHỐNG CĨ ĐỘ CỨNG BÉ 24 HÌNH 2-5 MỐI QUAN HỆ GIỮA ÁP LỰC ĐẤT, LỰC THANH CHỐNG VÀ PHẢN LỰC ĐẤT NỀN 25 HÌNH 2-6 BIỂU ĐỒ ÁP LỰC ĐẤT BIỂU KIẾN CỦA PECK 26 HÌNH 2-7 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TẢI TRỌNG TRÊN HỆ THANH CHỐNG 26 HÌNH 2-8 CÁC DẠNG ĐỘ LÚN BỀ MẶT HÌNH 2-9 CHUYỂN VỊ TƯỜNG CHẮN VÀ ĐỘ LÚN 28 HÌNH 2-10 ẢNH HƯỞNG HIỆU ỨNG VỊM TRONG THI CÔNG BÊ TÔNG TƯỜNG VÂY 29 HÌNH 2-11 CÁC VÙNG ỨNG XỬ BIẾN DẠNG PHẲNG VÀ ỨNG XỬ KHÔNG GIAN TRONG HỐ ĐÀO 29 HÌNH 2-12 ĐỊNH NGHĨA MƠ ĐUN EOEDREF TRONG THÍ NGHIỆM NÉN CỐ KẾT 32 HÌNH 2-13 MẶT DẺO MẶT PHẲNG P – Q HÌNH 2-14 MẶT DẺO KHÔNG GIAN 32 HÌNH 2-15 ĐƯỜNG CONG BIẾN DẠNG CĨ KỂ ĐẾN SỰ KẾT THÚC GIÃN NỞ 32 HÌNH 2-16 LƯỚI PHẦN TỬ HỮU HẠN DÙNG TRONG PHÂN TÍCH HỐ ĐÀO SÂU 34 HÌNH 2-17 ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN BỀ MẶT ĐẤT NỀN THEO PHƯƠNG PHÁP PECK (1969) 34 ... tuyển): 2015 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ TƯỜNG VÂY TRONG PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TOP - DOWN DỰA VÀ ĐỘ CỨNG SÀN II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Thu thập nghiên cứu liên quan, phân tích hệ thống nghiên cứu... chuyển vị tường vây phụ thuộc vào độ cứng hệ kết cấu chống đỡ, sở phân tích cơng trình thực tế thành phố Hồ Chí Minh Cơng trình phân tích có tổng tầng hầm thi công phương pháp thi công Top – Down, ... Foundation tác giả cịn tiến hành so sánh chuyển vị khu vực khác mặt thi công tường vây, từ rút kết chuyển vị tường vây độ cứng sàn (độ cứng sàn phụ thuộc vào chiều dày sàn, cách bố trí lỗ mở, hệ kết dầm