Phân tích chuyển vị ngang của tường vây trong thi công hố đào bằng phương pháp phần tử hữu hạn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -o0o VÕ PHƯỚC ĐẠT PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG VÂY TRONG THI CÔNG HỐ ĐÀO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Võ Ngọc Hà Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày ……tháng ……năm …… Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau Luận văn sữa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 06 năm 2014 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VÕ PHƯỚC ĐẠT Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 06-08-1986 Nơi sinh: Bến Tre Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã ngành: 60.58.60 MSHV: 12090359 TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG VÂY TRONG THI CÔNG HỐ ĐÀO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Tổng quan tường vây thi công hố đào sâu - Cơ sở lý thuyết tính tốn áp lực ngang lên tường chắn - Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (Plaxis) với mơ hình Morh-Coulomb để phân tích yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị ngang mức độ ảnh hưởng yếu tố lên tường vây NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 24/06/2013 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 20/6/2014 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS VÕ NGỌC HÀ Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TS Võ Ngọc Hà PGS.TS Võ Phán LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ với đề tài “Phân tích chuyển vị ngang tường vây thi công hố đào phương pháp phần tử hữu hạn” thực với kiến thức tác giả thu thập suốt trình học tập trường Cùng với cố gắng thân giúp đỡ, động viên thầy cô, bạn bè gia đình suốt trình học tập thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Võ Ngọc Hà, người thầy nhiệt tình hướng dẫn, động viên tơi suốt trình thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô môn Địa Cơ Nền Móng, người cho tơi kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập trường Xin gửi lời cảm ơn đến học viên chuyên ngành Địa Kỹ thuật Xây Dựng khóa 2012, người bạn đồng hành giúp đỡ tơi suốt q trình học Xin gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo Ban quản lý dự án xây dựng – Trường Đại học Tiền Giang tạo điều kiện thuận lợi cơng việc để tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn bố mẹ gia đình động viên, tạo điều kiện tốt cho vật chất lẫn tinh thần năm tháng học tập trường Luận văn hồn thành khơng thể tránh thiếu sót hạn chế Rất mong nhận đóng góp q thầy cơ, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hồn thiện có ý nghĩa thực tiễn Trân trọng! Tp HCM, ngày 20 tháng năm 2014 Học viên VÕ PHƯỚC ĐẠT TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài : “Nghiên cứu gia cố ổn định đê ngăn lũ đập Trà Sư huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang phương pháp cọc đất trộn xi măng” Tóm tắt : Đồng sơng Cửu Long khơng có mạng lưới sơng ngịi chằng chịt mà cịn vựa lúa lớn nước Vì thế, việc xây dựng đê bao để hạn chế điều tiết dòng chảy lũ, lụt vấn đề cấp bách Nguyên nhân, chế gây ổn định giải pháp xử lý chưa nghiên cứu hệ thống hóa đầy đủ cách khoa học Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu giải pháp cải tạo, gia cố đất yếu phương pháp cọc đất trộn xi măng Qua trình tham khảo nghiên cứu, tác giả trộn với hàm lượng 16% xi măng Kết cho thấy hệ số thấm giảm 90%, cường độ nén đơn tăng 13.6 lần, sức chống cắt đất tăng lên khoảng 50 lần so với đất tự nhiên Nghiên cứu tính tốn cho cơng trình cụ thể gia cố ổn định đê ngăn lũ cọc xi măng đất khu vực huyên Tịnh Biên, tỉnh An Giang Kết cho thấy giải pháp có tính khả thi vị trí nghiên cứu từ áp dụng nghiên cứu áp dụng rộng rãi cho khu vực đồng nước TÓM TẮT LUẬN VĂN Khi thi cơng cơng trình xây chen thị có nhiều tầng hầm với chiều sâu đào lớn phân bố chuyển vị ngang đất phần quan trọng trình thiết kế Một chuyển vị ngang mức làm hư hại cơng trình lân cận ảnh hưởng đến kết cấu, độ bền cơng trình Nhằm giảm chuyển vị ngang đất xung quanh, hệ tường vây sử dụng rộng rãi kết cấu để giữ hố đào sâu nhiều ưu điểm Luận văn nhằm mục đích nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị ngang tường vây thi công hố đào liên quan đến ứng xử đất tường vây suốt trình đào tầng hầm Luận văn trình bày liên quan đến vấn đề sau: - Tính chất đất quan trọng việc đánh giá biến dạng; - Tìm yếu tố, mức độ ảnh hưởng đến chuyển vị ngang tường vây; - Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô ứng xử đất gây chuyển vị ngang tường vây Những phân tích thực để dự đoán làm sáng tỏ chuyển vị đất PP PTHH sử dụng đại trà Việt Nam mơ hình đàn hồi tuyến tính đẳng hường Morh-Coulomb Sự phân tích so sánh với liệu quan trắc trường dựa số liệu ghi nhận từ Cơng trình: Trung tâm giao dịch thương mại quốc tế Fosco (số 64 đường Phó Đức Chính, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh) Kết điểm không phù hợp kết thực tế mô mô hình Từ cho người thiết kế thấy việc dự đốn chuyển vị mơ hình phải hiệu chỉnh thông số đầu vào hợp lý NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ 00 LỜI CẢM ƠN 00 TÓM TẮT LUẬN VĂN 00 MỤC LỤC .00 DANH SÁCH HÌNH VẼ 00 DANH SÁCH BẢNG 00 MỞ ĐẦU 01 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 02 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 03 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 03 TÍNH KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 04 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 04 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 05 1.1 Giới thiệu 05 1.2 Những nghiên cứu trường hố đào sâu 07 1.3 Một số cơng trình sử dụng tường vây 09 1.4 Các loại tường cừ phổ biến 10 1.4.1 Tường cừ thép 10 1.4.2 Tường cừ dạng cọc xi măng đất 11 1.4.3 Tường vây cọc khoan nhồi 12 1.4.4 Tường vây barrette .14 1.5 Một số hình ảnh ảnh hưởng chuyển vị ngang 16 1.6 Kết luận .18 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN 19 2.1 Lý thuyết Coulomb .19 2.1.1 Áp lực đất chủ động 19 2.1.2 Áp lực đất bị động .20 2.2 Lý thuyết Rankine 22 2.2.1 Áp lực đất chủ động .22 2.2.2 Áp lực đất bị động .23 2.3 Mơ hình Winkle 24 2.4 Lý thuyết đàn hồi .25 2.5 Áp dụng tính tốn tường vây theo phương pháp giải tích 25 2.5.1 Nguyên lý sơ đồ tính 25 2.5.2 Tải trọng tính tốn 29 2.5.3 Tính tốn nội lực theo giai đoạn thi công đào đất 30 2.6 Tính tốn kiểm tra ổn định hố đào 39 2.6.1 Kiểm tra thấm hố đào đất có mực nước ngầm cao 39 2.6.2 Kiểm tra ổn định phình trồi đáy hố móng sét .45 2.7 Giải pháp xử lý đất đáy hố đào .46 2.8 Kết luận 46 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG VÂY BẰNG PHẦN TỬ HỮU HẠN .47 3.1 Giới thiệu 47 3.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 47 3.2.1 Trình tự phân tích toán theo phương pháp phần tử hữu hạn 48 3.2.2 Các phương trình 49 3.3 Lý thuyết đàn hồi – dẻo phần mềm Plaxis 52 3.4 Mơ hình đất 54 3.4.1 Mơ hình Morh-Coulomb 54 3.4.2 Mơ hình Hardening-Soil 54 3.5 Kết luận 57 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU TRƯỜNG HỢP THỰC TẾ 58 4.1 Giới thiệu 58 4.2 Dự án Trung tâm giao dịch thương mại quốc tế Fosco 61 4.2.1 Giới thiệu 61 4.2.2 Báo cáo khảo sát địa chất công trình (Phụ lục 01) 61 4.2.3 Bản vẽ thi công (Phụ lục 02) 61 4.2.4 Kết quan trắc trường (Phụ lục 03) 61 4.2.5 Tính tốn tường vây theo mơ hình Mohr-Coulomb .61 4.3 Kết phân tích .62 4.4 Nhận xét 88 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 5.1 Kết luận kiến nghị 91 5.2 Hướng nghiên cứu tương lai .91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 CÁC PHỤ LỤC .93 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1 Thông số đất 60 Bảng 4.2 Module biến dạng số loại đất theo nghiên cứu giáo sư M.Das .61 Bảng 4.3 Thông số tường chắn 61 Bảng 4.4 Thông số chống 61 Bảng 4.5 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 1) 66 Bảng 4.6 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 2) 69 Bảng 4.7 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 3) 72 Bảng 4.8 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 4) 74 Bảng 4.9 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 5) 77 Bảng 4.10 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 6) 79 Bảng 4.11 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 7) 82 Bảng 4.12 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 8) 84 Bảng 4.13 Tổng hợp trường hợp chuyển vị ngang 87 Bảng 4.14 Thông số đất thay đổi 89 Bảng 4.15 Thông số tường chắn thay đổi 90 Bảng 4.16 Thông số chống thay đổi 90 Dwall Dwall Dwall 10 Dwall 11 Dwall 12 Dwall 488 65 -5,875 0,030203 0,005673 485 65 -6,000 0,030569 0,005673 321 65 -9,500 0,040368 0,005696 322 65 -10,375 0,042205 0,005704 323 65 -11,250 0,043278 0,005713 324 65 -12,125 0,043397 0,005724 413 65 -13,000 0,042505 0,005736 519 65 -2,000 0,020094 0,005663 520 65 -2,625 0,021682 0,005664 521 65 -3,250 0,023264 0,005665 522 65 -3,875 0,024848 0,005666 518 65 -4,500 0,026450 0,005668 518 65 -4,500 0,026450 0,005668 499 65 -4,750 0,027101 0,005668 500 65 -5,000 0,027763 0,005669 501 65 -5,250 0,028436 0,005670 502 65 -5,500 0,029124 0,005671 434 65 -14,000 0,040336 0,005751 431 65 -15,000 0,037225 0,005766 432 65 -16,000 0,033562 0,005780 433 65 -17,000 0,029763 0,005793 533 65 -18,000 0,026184 0,005803 345 65 -9,000 0,039094 0,005692 276 65 -9,125 0,039422 0,005693 277 65 -9,250 0,039745 0,005694 278 65 -9,375 0,040061 0,005695 321 65 -9,500 0,040368 0,005696 533 65 -18,000 0,026184 0,005803 534 65 -19,000 0,023030 0,005809 535 65 -20,000 0,020318 0,005814 536 65 -21,000 0,017950 0,005818 78 653 0,00 -1,00 -2,00 -3,00 -4,00 -5,00 -6,00 -7,00 -8,00 -9,00 -10,00 -11,00 -12,00 -13,00 -14,00 -15,00 -16,00 -17,00 -18,00 -19,00 -20,00 -21,00 -22,00 -23,00 -24,00 10 65 20 30 -22,000 0,015760 0,005820 40 50 60 TH1 TH5 Hình 4.19 Biểu đồ chuyển vị ngang theo độ sâu (Trường hợp 5) + Trường hợp 6: Như trường hợp giảm hệ số poisson  = 0.2 cho tất lớp đất Bảng 4.10 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 6) Plate Element Node 1 Dwall Dwall Dwall X Y Ux Uy [m] [m] [m] [m] 398 65 -1,500 0,018676 0,005888 380 65 -1,625 0,019156 0,005889 381 65 -1,750 0,019636 0,005889 382 65 -1,875 0,020116 0,005889 519 65 -2,000 0,020595 0,005889 399 65 0,000 0,012932 0,005888 400 65 -0,375 0,014367 0,005888 401 65 -0,750 0,015803 0,005888 402 65 -1,125 0,017239 0,005888 398 65 -1,500 0,018676 0,005888 413 65 -13,000 0,048672 0,005965 414 65 -13,250 0,048088 0,005969 415 65 -13,500 0,047422 0,005973 79 Dwall Dwall Dwall Dwall Dwall Dwall 416 65 -13,750 0,046678 0,005977 434 65 -14,000 0,045863 0,005981 485 65 -6,000 0,035719 0,005899 468 65 -6,700 0,038403 0,005903 469 65 -7,400 0,040976 0,005907 470 65 -8,100 0,043370 0,005912 467 65 -8,800 0,045545 0,005917 467 65 -8,800 0,045545 0,005917 346 65 -8,850 0,045695 0,005918 347 65 -8,900 0,045843 0,005918 348 65 -8,950 0,045989 0,005918 345 65 -9,000 0,046135 0,005919 502 65 -5,500 0,033788 0,005897 486 65 -5,625 0,034269 0,005898 487 65 -5,750 0,034752 0,005898 488 65 -5,875 0,035235 0,005899 485 65 -6,000 0,035719 0,005899 321 65 -9,500 0,047497 0,005923 322 65 -10,375 0,049331 0,005932 323 65 -11,250 0,050225 0,005942 324 65 -12,125 0,050017 0,005953 413 65 -13,000 0,048672 0,005965 519 65 -2,000 0,020595 0,005889 520 65 -2,625 0,022985 0,005890 521 65 -3,250 0,025355 0,005891 522 65 -3,875 0,027702 0,005892 518 65 -4,500 0,030035 0,005894 518 65 -4,500 0,030035 0,005894 499 65 -4,750 0,030968 0,005895 500 65 -5,000 0,031903 0,005895 501 65 -5,250 0,032842 0,005896 80 10 Dwall 11 Dwall 12 Dwall 0,00 -1,00 -2,00 -3,00 -4,00 -5,00 -6,00 -7,00 -8,00 -9,00 -10,00 -11,00 -12,00 -13,00 -14,00 -15,00 -16,00 -17,00 -18,00 -19,00 -20,00 -21,00 -22,00 -23,00 -24,00 10 502 65 -5,500 0,033788 0,005897 434 65 -14,000 0,045863 0,005981 431 65 -15,000 0,042014 0,005996 432 65 -16,000 0,037553 0,006011 433 65 -17,000 0,032932 0,006024 533 65 -18,000 0,028544 0,006035 345 65 -9,000 0,046135 0,005919 276 65 -9,125 0,046492 0,005920 277 65 -9,250 0,046839 0,005921 278 65 -9,375 0,047174 0,005922 321 65 -9,500 0,047497 0,005923 533 65 -18,000 0,028544 0,006035 534 65 -19,000 0,024633 0,006042 535 65 -20,000 0,021243 0,006048 536 65 -21,000 0,018268 0,006051 653 65 -22,000 0,015510 0,006054 20 30 40 50 60 TH1 TH6 Hình 4.20 Biểu đồ chuyển vị ngang theo độ sâu (Trường hợp 6) + Trường hợp 7: Như trường hợp tăng Eref lên lần cho tất lớp đất Bảng 4.11 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 7) Plate Element Node X Y Ux Uy 81 [m] 1 Dwall Dwall Dwall Dwall Dwall Dwall [m] [m] [m] 398 65 -1,500 0,011521 0,004608 380 65 -1,625 0,011956 0,004608 381 65 -1,750 0,012390 0,004608 382 65 -1,875 0,012825 0,004608 519 65 -2,000 0,013259 0,004609 399 65 0,000 0,006329 0,004607 400 65 -0,375 0,007627 0,004607 401 65 -0,750 0,008924 0,004608 402 65 -1,125 0,010222 0,004608 398 65 -1,500 0,011521 0,004608 413 65 -13,000 0,039890 0,004690 414 65 -13,250 0,039381 0,004694 415 65 -13,500 0,038797 0,004698 416 65 -13,750 0,038144 0,004702 434 65 -14,000 0,037427 0,004706 485 65 -6,000 0,027119 0,004620 468 65 -6,700 0,029652 0,004624 469 65 -7,400 0,032103 0,004628 470 65 -8,100 0,034401 0,004633 467 65 -8,800 0,036503 0,004639 467 65 -8,800 0,036503 0,004639 346 65 -8,850 0,036647 0,004639 347 65 -8,900 0,036791 0,004640 348 65 -8,950 0,036933 0,004640 345 65 -9,000 0,037074 0,004641 502 65 -5,500 0,025311 0,004618 486 65 -5,625 0,025760 0,004618 487 65 -5,750 0,026211 0,004619 488 65 -5,875 0,026664 0,004620 82 Dwall Dwall Dwall 10 Dwall 11 Dwall 12 Dwall 485 65 -6,000 0,027119 0,004620 321 65 -9,500 0,038400 0,004645 322 65 -10,375 0,040204 0,004654 323 65 -11,250 0,041131 0,004665 324 65 -12,125 0,041034 0,004677 413 65 -13,000 0,039890 0,004690 519 65 -2,000 0,013259 0,004609 520 65 -2,625 0,015424 0,004610 521 65 -3,250 0,017575 0,004611 522 65 -3,875 0,019711 0,004612 518 65 -4,500 0,021845 0,004614 518 65 -4,500 0,021845 0,004614 499 65 -4,750 0,022702 0,004615 500 65 -5,000 0,023564 0,004616 501 65 -5,250 0,024433 0,004617 502 65 -5,500 0,025311 0,004618 434 65 -14,000 0,037427 0,004706 431 65 -15,000 0,034048 0,004722 432 65 -16,000 0,030176 0,004738 433 65 -17,000 0,026244 0,004752 533 65 -18,000 0,022619 0,004763 345 65 -9,000 0,037074 0,004641 276 65 -9,125 0,037421 0,004642 277 65 -9,250 0,037758 0,004643 278 65 -9,375 0,038085 0,004644 321 65 -9,500 0,038400 0,004645 533 65 -18,000 0,022619 0,004763 534 65 -19,000 0,019512 0,004770 535 65 -20,000 0,016931 0,004776 536 65 -21,000 0,014753 0,004780 653 65 -22,000 0,012777 0,004782 83 0,00 -1,00 -2,00 -3,00 -4,00 -5,00 -6,00 -7,00 -8,00 -9,00 -10,00 -11,00 -12,00 -13,00 -14,00 -15,00 -16,00 -17,00 -18,00 -19,00 -20,00 -21,00 -22,00 -23,00 -24,00 10 20 30 40 50 60 TH1 TH7 Hình 4.21 Biểu đồ chuyển vị ngang theo độ sâu (Trường hợp 7) + Trường hợp 8: Như trường hợp tăng Rinter = 0.85 cho tất lớp đất Bảng 4.12 Chuyển vị ngang, đứng tường vây (Trường hợp 8) Plate Element Node Dwall Dwall Dwall X Y Ux Uy [m] [m] [m] [m] 398 65 -1,500 0,018827 0,006422 380 65 -1,625 0,019308 0,006422 381 65 -1,750 0,019788 0,006422 382 65 -1,875 0,020269 0,006422 519 65 -2,000 0,020749 0,006422 399 65 0,000 0,013070 0,006421 400 65 -0,375 0,014509 0,006421 401 65 -0,750 0,015948 0,006421 402 65 -1,125 0,017387 0,006422 398 65 -1,500 0,018827 0,006422 413 65 -13,000 0,047574 0,006505 414 65 -13,250 0,046957 0,006508 415 65 -13,500 0,046261 0,006512 84 Dwall Dwall Dwall Dwall Dwall Dwall 416 65 -13,750 0,045493 0,006517 434 65 -14,000 0,044659 0,006521 485 65 -6,000 0,035779 0,006434 468 65 -6,700 0,038406 0,006438 469 65 -7,400 0,040905 0,006442 470 65 -8,100 0,043207 0,006447 467 65 -8,800 0,045272 0,006453 467 65 -8,800 0,045272 0,006453 346 65 -8,850 0,045413 0,006454 347 65 -8,900 0,045552 0,006454 348 65 -8,950 0,045690 0,006454 345 65 -9,000 0,045826 0,006455 502 65 -5,500 0,033878 0,006432 486 65 -5,625 0,034352 0,006432 487 65 -5,750 0,034828 0,006433 488 65 -5,875 0,035303 0,006433 485 65 -6,000 0,035779 0,006434 321 65 -9,500 0,047094 0,006459 322 65 -10,375 0,048745 0,006469 323 65 -11,250 0,049451 0,006479 324 65 -12,125 0,049066 0,006491 413 65 -13,000 0,047574 0,006505 519 65 -2,000 0,020749 0,006422 520 65 -2,625 0,023139 0,006423 521 65 -3,250 0,025506 0,006424 522 65 -3,875 0,027846 0,006426 518 65 -4,500 0,030165 0,006428 518 65 -4,500 0,030165 0,006428 499 65 -4,750 0,031090 0,006429 500 65 -5,000 0,032016 0,006429 501 65 -5,250 0,032945 0,006430 85 10 Dwall 11 Dwall 12 Dwall 0,00 -1,00 -2,00 -3,00 -4,00 -5,00 -6,00 -7,00 -8,00 -9,00 -10,00 -11,00 -12,00 -13,00 -14,00 -15,00 -16,00 -17,00 -18,00 -19,00 -20,00 -21,00 -22,00 -23,00 -24,00 10 502 65 -5,500 0,033878 0,006432 434 65 -14,000 0,044659 0,006521 431 65 -15,000 0,040791 0,006536 432 65 -16,000 0,036414 0,006550 433 65 -17,000 0,031976 0,006562 533 65 -18,000 0,027845 0,006570 345 65 -9,000 0,045826 0,006455 276 65 -9,125 0,046160 0,006456 277 65 -9,250 0,046484 0,006457 278 65 -9,375 0,046795 0,006458 321 65 -9,500 0,047094 0,006459 533 65 -18,000 0,027845 0,006570 534 65 -19,000 0,024222 0,006575 535 65 -20,000 0,021111 0,006578 536 65 -21,000 0,018399 0,006579 653 65 -22,000 0,015894 0,006580 20 30 40 50 60 TH1 TH8 Hình 4.22 Biểu đồ chuyển vị ngang theo độ sâu (Trường hợp 8) Bảng 4.13 Tổng hợp trường hợp chuyển vị ngang Độ Độ sâu (m) Độ Độ chuyển chuyển chuyển Độ Độ Độ chuyển chuyển chuyển Độ Độ Độ chuyển chuyển chuyển dịch dịch dịch dịch dịch dịch dịch dịch dịch Chu TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 TH6 TH7 TH8 kỳ 49 86 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) -0,5 16,243 16,318 17,974 14,843 16,277 14,845 8,059 14,988 12,488 -1,0 18,143 19,391 16,436 17,548 16,76 9,789 16,907 6,838 -1,5 20,044 19,803 20,809 18,028 18,82 18,676 11,521 18,827 3,463 -2,0 21,948 21,549 22,231 19,623 20,094 20,595 13,259 20,749 4,313 -2,5 23,851 25,645 23,631 21,21 21,364 22,507 14,991 22,661 4,263 -3,0 25,728 25,322 24,995 22,786 22,631 24,407 16,715 24,559 4,400 -3,5 27,598 26,713 26,314 24,349 23,898 26,294 18,429 26,442 4,763 -4,0 29,457 27,579 25,9 25,168 28,169 20,138 28,31 5,425 -4,5 31,308 30,068 28,784 27,44 26,45 30,035 21,845 30,165 5,250 -5,0 33,159 31,718 29,358 28,974 27,763 31,903 23,564 32,09 5,888 -5,5 35,027 33,359 30,981 30,513 29,124 33,788 25,311 33,878 6,313 -6,0 36,943 35,007 31,999 32,079 30,569 35,719 27,119 35,779 6,938 -6,5 38,841 36,613 32,903 33,62 32,048 37,636 28,928 37,655 7,925 -7,0 40,691 38,162 33,701 35,115 33,52 39,505 30,702 39,477 8,600 -7,5 42,245 39,645 34,387 36,557 34,976 41,318 32,431 41,233 8,863 -8,0 44,504 34,904 37,907 36,39 43,028 34,072 42,878 9,213 -8,5 45,837 42,268 35,248 39,147 37,751 44,612 35,602 44,387 9,613 -9,0 47,213 43,447 40,331 39,094 46,135 37,074 45,826 9,938 -9,5 48,539 44,466 35,565 41,374 40,368 47,497 38,4 47,094 -10,0 49,543 45,219 35,37 42,14 41,418 48,545 39,43 48,037 10,038 -10,5 50,412 45,864 35,081 42,789 42,358 49,458 40,336 48,845 10,725 -11,0 50,874 46,187 34,514 43,086 42,971 49,969 40,866 49,249 10,963 -11,5 51,02 46,267 33,761 43,113 43,312 50,165 41,103 49,341 11,038 -12,0 50,848 46,104 32,824 42,868 43,38 50,046 41,047 49,121 11,438 -12,5 50,187 45,567 31,657 42,217 43,015 49,44 40,543 48,415 11,338 -13,0 49,365 44,906 30,412 41,43 42,505 48,672 39,89 -13,5 48,061 43,878 29,006 40,256 41,56 47,422 38,797 46,261 10,850 -14,0 46,451 42,612 27,548 38,845 40,336 45,863 37,427 44,659 10,400 -14,5 44,478 41,058 26,116 37,176 38,781 43,939 35,738 42,725 10,00 -15,0 42,506 39,503 24,684 35,507 37,225 42,014 34,048 40,791 9,375 -15,5 40,234 37,692 23,412 33,664 35,394 39,784 32,112 38,603 8,838 -16,0 37,963 35,88 22,139 31,82 33,562 37,553 30,176 36,414 7,338 -16,5 35,62 33,97 21,109 30,001 31,663 34,743 28,21 6,725 18,06 28,4 41,02 35,5 (mm) 9,763 47,547 11,263 34,195 87 -17,0 33,277 20,078 28,182 29,763 31,932 26,244 31,976 5,650 -17,5 31,057 30,191 19,302 26,541 27,974 30,238 24,432 29,911 4,688 -18,0 28,838 28,321 18,526 24,899 26,184 28,544 22,619 27,845 4,138 -18,5 26,864 26,581 17,961 23,5 24,607 26,589 21,066 26,034 3,500 -19,0 24,89 24,84 22,1 23,03 24,633 19,512 24,222 3,363 -19,5 23,18 23,252 16,981 20,922 21,674 22,938 18,222 22,667 2,800 -20,0 21,47 21,663 16,565 19,743 20,318 21,243 16,931 21,111 2,00 -20,5 19,968 16,242 18,729 19,134 19,756 15,842 19,755 1,575 -21,0 18,467 18,737 15,919 17,714 17,95 18,268 14,753 18,399 1,225 -21,5 17,073 15,638 16,783 16,855 16,889 13,765 17,147 0,375 -22,0 15,679 15,943 15,357 15,851 15,76 15,51 12,777 15,894 0,138 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21 -22 -23 -24 10 32,06 20,2 17,34 17,396 20 30 40 50 60 TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 TH6 TH7 TH8 Chu kỳ 49 Hình 4.23 Biểu đồ chuyển vị ngang theo độ sâu tổng hợp 4.4 Nhận xét - Hình dạng biểu đồ chuyển vị ngang mô plaxis giống với hình dạng biểu đồ quan trắc có giá trị chuyển vị lớn hơn; - Chân tường vây quan trắc khơng chuyển vị cao trình -22m mô lại cho chuyển vị lớn; - Ở cao trình -0,5m đến -1,5m chuyển vị ngang quan trắc thực tế giảm lại tăng gần tuyến tính mơ phần mềm Plaxis; - Chuyển vị ngang lớn mơ mơ hình nằm tường vây chuyển vị ngang lớn quan trắc lại đỉnh tường vây; 88 - Khi tăng độ cứng chống nén (EA) độ cứng chống uốn (EI) tường tăng lên 1,5 lần chuyển vị ngang lớn tường giảm khoảng 9,3% Nhưng chuyển vị đỉnh tường chân tường không thay đổi; - Ảnh hưởng hệ số c, , Eref lớn chuyển vị ngang tường Cụ thể tăng lực dính c = 20 kN/m 2, góc ma sát  = 30 Eref tăng lần cho tất lớp đất chuyển vị ngang lớn có khuynh hướng giảm mạnh, 34%, 19% 19,5%; - Khi tăng độ cứng dọc trục chống 1,5 lần chuyển vị ngang lớn giảm khoảng 15%; - Khi giảm hệ số poisson  = 0.2 cho tất lớp đất chuyển vị ngang lớn giảm theo khoảng 1,6%; - Khi tăng Rinter = 0.85 cho tất lớp đất chuyển vị ngang giảm dọc theo chiều dài thân tường chuyển vị ngang lớn giảm khoảng 3,2%; Như vậy, định chuẩn cách thức hay thay đổi thông số đầu vào cho phù hợp cần lưu ý tất yếu tố thay đổi trên, đặt biệt thông số c, , Eref độ cứng dọc trục chống (EA) Sau ví dụ cho định chuẩn thông số đầu vào kết chuyển vị ngang gần giống với thực tế Bảng 4.14 Thông số đất thay đổi (chữ in đậm thể thông số thay đổi) Mohr-Coulomb Type 1-Đất hữu 2-Sét pha 3a-Cát 3b-Cát Drained Drained Drained Drained unsat [kN/m³] 8.1 14.7 14.6 15.9 sat [kN/m³] 14.4 18.50 18.3 19.3 kx [m/day] 0.0 0.0 0.0 0.0 ky [m/day] 0.0 0.0 0.0 0.0 Eref [kN/m²] 3600.0*3 7200.0*3 25200.0*2 90000.0*2  [-] 0.3(0.15) 0.3(0.15) 0.3(0.15) 0.3(0.15) cref [kN/m²] 8.8(20) 19.4(20) 3.8(20) 4.3(20)  [°] 3.9(30) 8.9(30) 22.3(35) 28.7(35) Rinter [-] 0.7(0.95) 0.7(0.95) 0.7(0.95) 0.7(0.95) 89 - Tường vây Bảng 4.15 Thông số tường chắn thay đổi no Identification Tường D600 EA EI W d [kN/m] [kNm²/m] [kN/m/m] [-] [m] 1.8E06*2 5.4e5*2 0.15 0,6 - Thanh chống ngang Bảng 4.16 Thông số chống thay đổi: no Identification EA L spacing [kN] [m] H350 3,61e6*1,5 8.00 H350x2 2x3,61e6*1,5 8.00 0,00 -1,00 -2,00 10 11 12 13 14 15 16 17 -3,00 -4,00 -5,00 -6,00 -7,00 -8,00 -9,00 -10,00 -11,00 -12,00 -13,00 -14,00 -15,00 -16,00 -17,00 -18,00 -19,00 -20,00 -21,00 -22,00 -23,00 -24,00 Chu kỳ 49 Đi u ch nh Hình 4.24 Biểu đồ chuyển vị ngang theo độ sâu sau điều chỉnh thông số đầu vào CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận kiến nghị Một vài vấn đề luận văn kết luận kiến nghị sau: - Sự hiệu chỉnh thông số đầu vào để phân tích ứng xử đất liên quan đến chuyển vị ngang thi công hố đào sâu việc làm quan trọng cần 90 thiết Kết phân tích cho thấy mơ hình Morh-Coulomb nhạy cảm với thông số c,ref , , Rinter - So sánh kết quan trắc thực tế kết mô phần mềm Plaxis với mơ hình Morh-Coulomb chưa cho thấy phù hợp cách tuyết đối lý chưa kể đến ảnh hưởng đặc tính dẻo tính tốn, thực tế thi công Tuy nhiên, kết đáng tin cậy chương trình sử dụng rộng rãi thực tế thiết kế tập đoàn Soletanche Bachy - Một thực tiễn từ việc nghiên cứu luận văn cho thấy hồ sơ khảo sát địa chất cơng trình thực theo thơng lệ chưa phản ánh tồn q trình làm việc cơng trình Kết khảo sát địa chất chưa cung cấp đầy đủ nên người thiết kế khơng thể mơ thêm mơ hình khác (ví dụ: mơ hình HardeningSoil…) để so sánh với mơ hình Morh-Coulomb nhằm đánh giá kết cách tổng quan Mặt khác, mơ phân tích hố đào sâu thường dựa toán phẳng số liệu thí nghiệm lại ứng xử khơng gian có tính khơng đồng đất 5.2 Hướng nghiên cứu tương lai Trong tương lai, cần tiến hành phân tích chuyển vị ngang tường vùng lân cận với loại tường vây khác nhau, mơ hình tính tốn loại đất khác phạm vi Thành phố Hồ Chí Minh để có nhìn tổng quan xác Q trình nghiên cứu luận văn dừng lại việc phân tích yếu tố, mức độ ảnh hưởng thông số lên chuyển vị ngang tường vây trình đào tầng hầm Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng phạm vi ảnh hưởng đến cơng trình lân cận xem xét hướng nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO A Books: K Terzaghi, R B Peck, G Mesri, Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley & Sons, Third edition, 1996 T W Lambe, R V Whitman, Soil Mechanics, John Wiley & Sons, 1970 W F Chen, E Mizuno, Non-linear analysis in Soil Mechanics, Elsevier, 91 1990 Holtz, Kovacs, Introduction la Géotechnique, Polytechnique Montreal Canada, 1991 D M Wood, Soil behaviour and critical state soil mechanics, Cambridge University, 1994 J E Bowles, Foundation Analysis and Design, fifth edition, McGraw-Hill, 1997 R O Davis, A P S Selvadurai, Plasticity and Geotechnics, Cambridge University, 2002 D M Wood, Geotechnical Modelling, Cambridge University, April 2004 Hai-Sui Yu, Plasticity and Geotechnics, Springer, 2006 10 H G Kempfert, B Gebreselassie, Excavations and Foundations in Soft Soils, Springer, 2006 11 M Budhu, Soil Mechanics and Foundations, John Wiley & Sons, 2007 - 142 12 Y Kikuchi, J Otani, M Kimura, Y Morikawa, Advances in Deep Foundations, Taylor & Francis, 2007 13 Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, ĐHBK Tp Hồ Chí Minh, 2009 14 Võ Phán, Kỹ Thuật Nền Móng: Tài Liệu Học Tập, ĐHBK Tp Hồ Chí Minh B Journal papers: 14 P Schmitt, Étude expérimentale de la sollicitation exercée par le sol sur les ouvrages de soutènement souples, Revue Francaise de Geotechnique, no 28, 1984 15 A J Whittle, Y M A Hashash, Soil Modeling and Prediction of Deep Excavation Behavior, Pre-failure Deformation of Geometerials, Shibuya, Mitachi & Miura (eds), ISBN 90 5410 399X, Balkema, Rotterdam, 1994 92 ... PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG VÂY TRONG THI CÔNG HỐ ĐÀO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Tổng quan tường vây thi công hố đào sâu - Cơ sở lý thuyết tính tốn áp lực ngang. .. PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG VÂY BẰNG PHẦN TỬ HỮU HẠN .47 3.1 Giới thi? ??u 47 3.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 47 3.2.1 Trình tự phân tích tốn theo phương. .. [1] xem xét hố đào sâu hố đào với cạnh thẳng đứng yêu cầu hệ thống chống đỡ bên Chuyển vị ngang, lún đất cạnh hố đào, ổn định trồi đáy hố đào, phương pháp giảm chuyển vị đất cạnh hố đào, biểu đồ