Phân tích ứng xử của tường tầng hầm (dipharagm wall) trong quá trình đào hố móng và thi công các sàn tầng hầm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ÕÕÕ - BÙI QUANG TUẤN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA TƯỜNG TẦNG HẦM (DIAPHRAGM WALL) TRONG QUÁ TRÌNH ĐÀO HỐ MÓNG VÀ THI CÔNG CÁC SÀN TẦNG HẦM CHUYÊN NGÀNH MÃ SỐ NGÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU : 31.10.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày 06 tháng 02 năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên Ngày sinh Chuyên ngành : BÙI QUANG TUẤN : 05/09/1976 : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Phái : Nam Nơi sinh : Quãng Ngãi Mã số : 31.10.02 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA TƯỜNG TẦNG HẦM (DIAPHRAGM WALL) TRONG QUÁ TRÌNH ĐÀO HỐ MÓNG VÀ THI CÔNG CÁC SÀN TẦNG HẦM II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Phân tích ứng xử tường tầng hầm trình đào hố móng thi công sàn tầng hầm phương pháp phần tử hữu hạn Nội dung: Chương 1: Tổng quan loại tường vây hố đào phương pháp thi công tầng hầm Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán tường đất Chương 3: Phương pháp phần tử hữu hạn mô hình đất Chương 4: Phân tích ảnh hưởng trình thi công đến ứng xử tường tầng hầm Chương 5: Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06 – 02 – 2006 06 – 10 – 2006 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1: TS CHÂU NGỌC ẨN VI HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2: TS TRẦN XUÂN THỌ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS CHÂU NGỌC ẨN TS TRẦN XUÂN THỌ TS VÕ PHÁN Nội dung đề cương Luận văn Thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Ngày tháng năm KHOA QUẢN LÝ NGÀNH CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐAI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1: TS CHÂU NGỌC ẨN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 2: TS TRẦN XUÂN THỌ CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH, ngày tháng năm TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên : BÙI QUANG TUẤN Sinh ngày : 05-09-1976, Quãng Ngãi Nguyên quán : Quãng Ngãi Địa liên lạc : 1751 Lạc Long Quân, Phường 10, Quận Tân Bình, Tp Hồ Chí Minh Điện thoại : 8650858 - 0903663456 Quá trình học tập: 09/1994 – 12/1999 : Sinh viên Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, Khoa Kỹ thuật xây dựng 09/2002 – 01/2005 : Học viên Cao Học, ngành Công trình đất yếu thuộc Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Quá trình công tác: 02/2000 – 09/2002 : Công tác Công ty TNHH Tư vấn Thiết kế Xây dựng Tân CC 10/2002 – 11/2004 : Công tác Công ty TNHH Tư vấn Thiết kế Xây dựng Sài Gòn 12/2004 – đến : Công tác Trường Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng LỜI CẢM ƠN Qua trình học tập nghiên cứu tại trường, em có trưởng thành chuyên môn khả nghiên cứu khoa học Đạt điều em quên công lao to lớn tập thể Giáo sư, Tiến só ban giảng dạy chương trình Cao học ngành Công Trình Trên Đất Yếu, Thầy truyền đạt cho em kiến thức thiếu, để em hoàn thành luận văn thạc só Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Tiến Só – Châu Ngọc Ẩn tận tình hướng dẫn cho em suốt trình thực luận văn, trình học tập trường Với lòng nhiệt huyết mình, Thầy truyền đạt cho chúng em kiến thức q báu qua tiết học buổi nói chuyện thật bổ ích sinh động Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Thầy Tiến só – Trần Xuân Thọ tận tâm hướng dẫn cung cấp cho em kiến thức q báu trình thực luận văn Với nhiệt tình động Thầy truyền cho em thêm động lực để hoàn thành luậân văn Em xin chân thành cảm ơn Thầy Giáo Sư Tiến Só Khoa Học – Lê Bá Lương quan tâm động viên chúng em suốt trình học tập làm luận văn Tuy tuổi cao Thầy nhiệt tình tâm huyết công tác giảng dạy truyền đạt cho chúng em kiến thức q báu qua nhiều môn học Em xin chân thành cảm ơn Thầy Tiến só – Võ Phán nhiệt tình bỏ nhiều thời gian quý báu chúng em lời khuyên bổ ích trình làm luận văn Sự nhiệt tình Thầy để lại ấn tượng sâu sắc em Một lần em xin trân trọng biết ơn tất Thầy Cô dành nhiều tâm huyết truyền đạt kiến thức cho chúng em Em xin kính chúc tất Thầy Cô nhiều sức khỏe đạt nhiều thành công tác giảng dạy nghiên cứu khoa học Xin gửi lời cảm ơn đến Bộ môn Địa & Nền móng Phòng Đào tạo sau Đại học – Trường Đại học Bách Khoa tạo điều kiện thuận lợi để hoàn tất khóa học Tôi xin chân thành cảm ơn tất anh chị đồng nghiệp Khoa Kỹ Thuật Công Trình – Đại học Bán công Tôn Đức Thắng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận văn Con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba Mẹ biết ơn chân thành đến người thân gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên suốt trình học tập thực luận văn TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA TƯỜNG TẦNG HẦM (DIAPHRAGM WALL) TRONG QUÁ TRÌNH ĐÀO HỐ MÓNG VÀ THI CÔNG CÁC SÀN TẦNG HẦM Với tốc độ phát triển xây dựng đô thị lớn, việc tận dụng không gian xây dựng đặc biệt không gian ngầm mặt đất điều kiện xây chen vô cấp thiết Dạng công trình thường gặp trường hợp tầng hầm nhà cao tầng, việc thi công tường vây tầng hầm điều kiện xây chen phức tạp Do cần có nghiên cứu riêng cho loại công trình Qua việc nghiên cứu đề tài, tác giả giải toán thường gặp thi công tầng hầm ứng xử tường vây tầng hầm trình thi công Bằng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua việc sử dụng phần mềm Plaxis, tác giả phân tích: • Chọn lựa phương pháp thi công tầng hầm thích hợp: thi công nửa từ xuống (Semi Top-down) kết hợp chắn giữ mái đất Qua xác định kích thước hợp lý mái đất chiều sâu tầng hầm nhằm hạn chế chuyển vị ngang tường vây tầng hầm qua giai đoạn thi công • Ảnh hưởng trình thi công đến phình trồi hố móng dịch chuyển ngang đầu cọc • Ứng xử tường tầng hầm qua giai đoạn thi công MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Tóm tắt luận án Mục lục CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI TƯỜNG VÂY HỐ ĐÀO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM 1.1 Giới thiệu loại tường vây hố đào 1.1.1 Tường chắn dạng hàng cọc 1.1.2 Tường chắn dạng cọc 1.1.3 Tường liên tục đất 1.1.4 Giếng chìm giếng chìm eùp 1.1.5 Tường đinh đất .9 1.2 Phân loại kết cấu chắn giữ hố móng sâu 10 1.2.1 Phân loại theo phương thức đào hố móng 10 1.2.2 Phaân loại theo đặc điểm chịu lực 11 1.2.3 Phân loại theo chức kết cấu 11 1.2.4 Lựa chọn kết cấu chắn giữ hố móng thích hợp 12 1.3 Các phương pháp thi công tầng hầm 13 1.3.1 Phương pháp thi công từ lên (Bottom-up) 14 1.3.2 Phương pháp thi công từ xuống (Top-down) 17 1.3.3 Phương pháp thi công nửa từ xuống (Semi top-down) 19 1.4 Nhận xét 20 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TƯỜNG TRONG ĐẤT 2.1 Phân loại áp lực ñaát 21 2.1.1 Điều kiện hình thành loại áp lực đất .21 2.1.2 Áp lực đất chủ động .21 2.1.3 Áp lực đất bị động 21 2.1.4 Áp lực đất tónh .22 2.2 Các lý thuyết tính toán áp lực ñaát 23 2.2.1 Lý thuyết Mohr- Rankine 24 2.2.2 Lý thuyết Coulomb 27 2.2.3 Xác định áp lực ngang lên tường chắn tải trọng tác dụng .31 2.2.4 Lý thuyết cân giới hạn điểm Sokolovski .33 2.3 Các phương pháp tính toán ổn định tường đất 35 2.3.1 Các phương hướng tính toán 35 2.3.2 Caùc phương pháp giải tích 37 2.3.3 Phương pháp Phần tử hữu hạn 47 2.4 Nhận xét 47 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN VÀ CÁC MÔ HÌNH ĐẤT 3.1 Phương pháp phần tử hữu hạn 49 3.1.1 Giới thiệu chung phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) .49 3.1.2 Trình tự phân tích toán theo phương pháp PTHH 49 3.1.3 Phương pháp phần tử hữu hạn địa cô 50 3.1.3 Khái quát phần mềm tính toán địa phổ biến 51 3.2 Giới thiệu phần mềm Plaxis 52 3.2.1 Giới thiệu cấu trúc chương trình 52 3.2.2 Tính phần mềm Plaxis, lựa chọn mặc định lời giải gần 53 3.2.3 Mô hình vật liệu Plaxis .55 3.3 Mô hình đất thông số 61 3.3.1 Giới thiệu .61 3.3.2 Mô hình Hardening-Soil (HS) 61 3.4 Nhận xét 70 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐẾN ỨNG XỬ CỦA TƯỜNG TẦNG HẦM 4.1 Giới thiệu sơ lược công trình điều kiện địa chất 71 4.1.1 Giới thiệu công trình 71 4.1.2 Đặc điểm địa chất công trình 72 4.1.3 Soá liệu địa chất 73 4.2 Mô tả phương pháp thi công giai đoạn thi công 80 4.2.1 Mô tả trình thi công 81 4.2.2 Nhận xét 84 4.3 Mô phân tích toán phần mềm Plaxis 84 4.3.1 Các thông số vật liệu mô hình đất cấu kiện 84 4.3.2 Mô hình toán Plaxis .88 4.3.3 Phân tích chọn chiều sâu hợp lý tường đất bề rộng tối ưu mái đất việc giữ ổn định hố đào khống chế dịch chuyển tường 96 4.3.4 Phân tích ảnh hưởng tượng phình trồi đáy hố móng (chuyển vị đứng) dịch chuyển ngang cọc trình thi công .101 4.3.5 Phân tích ứng xử tường qua giai đoạn thi công 103 CHƯƠNG NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Nhận xét kết luaän 109 5.2 Kiến nghị 110 Tài liệu tham khảo Tóm tắt lý lịch học viên MỞ ĐẦU CHƯƠNG MỞ ĐẦU I ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU: Cùng với lên kinh tế đất nước sau thời kỳ bao cấp, ngành xây dựng đạt số thành tựu đáng kể Tại đô thị lớn, đặc biệt Thành phố Hồ Chí Minh hệ thống hạ tầng đô thị chỉnh trang đầu tư xây nhằm đáp ứng với tốc độ gia tăng dân số phát triển phương tiện giao thông nơi Các công trình xây dựng điều kiện chật chội không gian diện tích, việc tận dụng triệt để không gian mặt đất xây dựng công trình điều cần thiết Điều đặt cho người làm công tác thiết kế thi công công trình ngầm Việt Nam nghiên cứu tìm hiểu chuyên biệt dạng công trình Những công trình thường đặt phần hoàn toàn đất (như: hầm chui, gara ôtô ngầm, hệ thống metro nhà ga, tầng hầm nhà cao tầng ) Ngoài chịu tác động công trình mặt đất, chúng phải chịu tác động đặc biệt môi trường xung quanh Trong hàng loạt vấn đề liên quan đến công trình ngầm, luận văn đề cập đến vấn đề thi công tầng hầm nhà cao tầng thông qua việc nghiên cứu kết cấu chắn giữ hố móng phương pháp thi công tầng hầm thích hợp công tác xây chen Như biết, loại công trình xây dựng mà khâu từ khảo sát, thiết kế, thi công quan trắc lại gắn bó chặt chẽ với công trình chắn giữ hố móng Đó gặp số vướng mắc khó khăn công tác thiết kế thi công công trình chắn giữ hố móng sau: • Ngoại lực tác dụng lên kết cấu chắn giữ hố móng vá công trình xung quanh thay đổi theo điều kiện môi trường, phương pháp thi công giai đoạn thi công • Việc không chế biến dạng thiết kế kết cấu chắn giữ hố móng phụ thuộc vào nhiều yếu tố ảnh hưởng: độ cứng tường vây, cách bố trí hệ thống neo chống đặc tính mang tải cấu kiện, tính chất đất nền, thay đổi mực nước ngầm, chất lượng trình độ quản lý thi công • Tính chất đồng đất thông số đất khác tùy theo phương pháp thí nghiệm, vị trí giai đoạn thi công Điều làm cho tác dụng đất lên kết cấu chắn giữ thay đổi theo • Các phương pháp tính toán chủ yếu phương pháp giải tích, chưa kể đến làm việc đồng thời kết cấu chắn giữ đất Khi gặp điều kiện biên phức tạp việc áp dụng phương pháp tính toán trở nên khó khăn thường phải chấp nhận giả thiết gần LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 98 Kết tính toán chuyển vị ngang Sh(mm) tường tầng hầm bên phải: Bảng 4.15: Kết chuyển vị ngang Sh(mm) tường bên phải với giá trị B H khác Chuyển vị ngang Sh(mm) tương ứng với bề rộng đỉnh mái đất B (m) Chiều cao tường H(m) B=0 B=6.5 B=7.5 B=8.5 B=9.5 B=10.5 B=11.5 H=12 127.83 35.40 34.73 33.45 32.30 31.46 30.08 H=13 119.15 35.13 34.55 33.13 31.97 31.27 29.87 H=14 110.25 35.60 35.05 33.16 31.79 31.25 29.77 H=15 107.26 36.42 35.77 33.76 32.23 31.70 30.19 H=16 105.94 37.33 36.64 34.52 32.96 32.39 30.85 H=17 109.69 38.14 37.44 35.22 33.65 33.03 31.48 H=20 105.87 40.72 39.94 37.92 36.13 35.53 33.87 135.00 125.00 H=12 CHUYỂN VỊ NGANG Sh(mm) 115.00 H=13 105.00 H=14 95.00 H=15 85.00 H=16 H=17 75.00 H=20 65.00 55.00 45.00 35.00 25.00 10 11 12 BEÀ RỘNG ĐỈNH MÁ I ĐẤT B(m) Biểu đồ 4.3: Quan hệ chuyển vị ngang Sh(mm) tường bên phải với giá tri B LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 99 41.00 40.00 CHUYỂN VỊ NGANG Sh(mm) 39.00 38.00 37.00 B=6.5 36.00 B=7.5 B=8.5 35.00 B=9.5 34.00 B=10.5 33.00 B=11.5 32.00 31.00 30.00 29.00 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 CHIỀU SÂU TƯỜNG H(m) Biểu đồ 4.4: Quan hệ chuyển vị ngang Sh(mm) tường bên phải với giá tri H Nhận xét: Dựa vào biểu đồ 4.1 đến 4.4 ta thấy vai trò quan trọng mái đất tường tầng hầm việc giữ ổn định giảm chuyển vị ngang Sh tường: • Chuyển vị ngang Sh tường tăng nhỏ giảm bề rộng đỉnh mái đất B Nhưng giảm đến khoảng giá trị B< 6m chuyển vị ngang tăng lên cách đáng kể Qua ta thấy mái đất đóng vai trò gối tựa có chuyển vị Trong chuyển vị gối tựa phụ thuộc hoàn toàn vào độ cứng thân gối (phụ thuộc vào giá trị B) • Đối với tường tầng hầm mái đất (B= 0), làm việc tường dạng consol, chuyển vị phụ thuộc hoàn toàn vào chiều sâu tường H Chuyển vị ngang giảm tăng H, chuyển vị giảm đến giá trị H không giảm nữa, chuyển vị phụ thuộc vào độ cứng EI tường độ cắm sâu tường đạt đến gia trị hợp lý • Ngược lại có mái đất, tường tầng hầm làm việc tường có tầng chống Chuyển vị ngang Sh giảm khoảng giá trị chiều sâu H tường, vượt khoảng giá trị chuyển vị ngang Sh tăng ta tăng giảm H LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 100 B=0 B=7 B=8 B=9 B=10 B=11 B=12 B=10.5 B=11.5 Biểu đồ chuyển vị ngang d(mm) điển hình tường bên trái ứng với H=15m giá trị bề rộng đỉnh mái đất B(m) khác Hình 4.38: Biểu đồ chuyển vị ngang điển hình trường hợp H=15 với giá trị B(m) khác B=0 Biểu đồ chuyển vị ngang đ(mm) điển hình tường bên phải ứng với H=15m giá trị bề rộng đỉnh mái đất B(m) khác LUẬN VĂN THẠC SĨ B=6.5 B=7.5 B=8.5 B=9.5 CHƯƠNG 101 b Phân tích chọn lựa H tối ưu giai đoạn 6: Dựa vào điều kiện thi công công trường điều kiện khống chế chuyển vị ngang Sh nhỏ có thể, tác giả đề nghị chọn biện pháp thi công đào hố móng với bề rộng đỉnh mái đất taly 1:0.5 B=11m chiều sâu tường H=14m cho giai đoạn 1, 2, Kiểm tra lại lựa chọn cho giai đoạn Tác giả nhận thấy giai đoạn 6, tường tầng hầm khống chế chuyển vị ngang nhờ hai tầng chống sàn tầng sàn tầng hầm Dựa vào kết bảng 4.16 cho thấy chuyển vị ngang Sh giảm khoảng giá trị chiều sâu H tường, vượt khoảng giá trị chuyển vị ngang Sh tăng ta tăng giảm H Do việc chọn H=14m cho giai đoạn thi công hợp lý Bảng 4.16: Kết chuyển vị ngang Sh(mm) tường giai đoạn 6, ứng với B=11m giá trị chiều sâu H(m) tường khác Các giá trị chiều sâu H(m) khác Chuyển vị ngang Sh(mm) H=11 H=13 H=14 H=15 H=16 H=17 H=20 34.79 33.90 33.72 34.59 35.53 36.26 38.85 4.3.4 Phân tích ảnh hưởng tượng phình trồi đáy hố móng (chuyển vị đứng) dịch chuyển ngang cọc trình thi công: Hiện công tác thi công hố đào tầng hầm nhà cao tầng thường gặp phải hai tượng sau mà nhà thầu thường bỏ qua: tượng phình trồi đáy hố đào dịch chuyển ngang đầu cọc qua trình thi công đào đất Điều xuất rõ trình mô toán Phình trồi hố móng Đầu cọc dịch chuyển ngang Hình 4.39: Hiện tượng phình trồi hố móng dịch chuyển ngang đầu cọc LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 102 Hai tượng biện pháp hạn chế ảnh hưởng đến giai đoạn thi công sau đào hố móng a Phân tích tượng phình trồi đáy hố móng: Để phân tích hai tượng trên, xét điều kiện thi công cụ thể với bề rộng đỉnh mái đất B=11m, chiều sâu tường H=14m Hình 4.39: Trường chuyển vị đứng thi công đào hố móng giai đoạn Bảng 4.17: Kết tính toán chuyển vị đứng đáy hố móng qua giai đoạn thi công (ứng với B=11m-H=14m) Chuyển vị đứng Sv(mm) Giai đoạn 30.77 Giai đoạn 113.57 Giai đoạn 108.63 Giai đoạn 89.84 Giai đoạn 96.29 Giai đoạn 102.29 Giai đoạn 81.91 Dựa vào hình 4.39 bảng 4.17, ta thấy tượng phình trồi hố móng cân áp lực gây việc đào đất hạ mực nước ngầm làm cho khối đất đáy hố móng bị nở Trong giai đoạn đào hố móng (giai đoạn 2, 3, 6) tượng phình trồi mà chuyển vị đứng tăng lớn Trong giai đoạn gia tải trở lại lên đáy hố móng (giai đoạn 4, 5, 7) thông qua việc thi công sàn tầng hầm móng chuyển vị đứng giảm trở lại áp lực lên đáy móng chưa cân với áp lực gây nở, nên lượng giảm chưa đáng kể Hiện tượng gây nguy hiểm ta thi công tầng bên trên, áp lực lên đáy móng đủ lớn gây độ lún tức thời làm triệt tiêu chuyển vị đứng tượng phình trồi đáy hố móng Điều không tiên liệu trước thiết kế làm cho nội lực khung thay đổi phân phối trở lại LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 103 Vì biện pháp tiên liệu trước phình trồi đáy hố móng ta hạn chế cách quang trắc trình thi công có biện pháp gia tải trở lại trước thi công tầng nhằm khống chế độ lún tức thời b Phân tích dịch chuyển ngang đầu cọc: Hình 4.39: Trường chuyển vị ngang thi công đào hố móng giai đoạn Bảng 4.18: Kết tính toán chuyển vị ngang đỉnh hàng cọc cùng, ứng với giá trị H khác B=11m Các giá trị chiều sâu H(m) khác Chuyển vị ngang Sh(mm) H=12m H=13m H=14m H=15m H=16m H=17m H=20m 29.36 29.68 29.81 30.41 30.70 31.23 33.06 Dựa vào hình 4.39 bảng 4.18, ta thấy chuyển vị ngang hàng cọc, đặc biệt hàng cọc áp lực bị động khối đất trước tường tạo chuyển vị ngang tường Chuyển vị tỉ lệ với chuyển vị tường vây, tỉ lệ với chiều sâu tường vây Bên cạnh ta thấy ảnh hưởng chuyển vị ngang gây tường vây giảm dầm hàng cọc bên Vì cần kiểm tra chọn chiều sâu tường vây khoảng cách tường hàng cọc hợp lý nhằm hạn chế ảnh hưởng chuyển vị ngang lên đầu cọc 4.3.5 Phân tích ứng xử tường qua giai đoạn thi công: Dựa vào kết phân tích mục 4.3.3, tác giả tiếp tục khảo sát ứng xử tường tầng hầm qua giai đoạn thi công ứng với trường hợp cụ thể chọn là: B=11m H=14m LUẬN VĂN THẠC SĨ 104 CHƯƠNG a Kết tính toán nội lực chuyển vị tường qua giai đoạn thi công: Bảng 4.19: Kết tính toán nội lực chuyển vị qua giai đoạn thi công GIAI ĐOẠN NỘI LỰC CHUYỂN VỊ Sh(mm) MÔMENT M (KN.m/m) LỰC CẮT Q (KN/m) Mmaxtại vị trí H= 6.55 m Qmaxtại vị trí H= 4.6m Shmaxtại vị trí đỉnh tường Mmax vị trí H= 7m Qmax vị trí H= 4.6m Shmax vị trí H= 6.1m Tại đỉnh tường Sh= 13.99mm Mmax vị trí H= 7.8m Qmax vị trí H= 11.933m Shmax vị trí H= 11.933m Tại đỉnh tường Sh= 24.488mm LUẬN VĂN THẠC SĨ 105 CHƯƠNG 4 Mmax vị trí H= 7.8m Qmax vị trí H= 11.933m Shmax vị trí H= 11.933m Tại đỉnh tường Sh= 24.845mm Mmax vị trí H= 7.8m Qmax vị trí H= 11.933m Shmax vị trí H= 11.933 m Tại đỉnh tường Sh= 24.896mm Mmax vị trí H= 1.8m H= 6.1m Qmax vị trí H= 1.8m Shmax vị trí H= 7.35m Tại đỉnh tường Sh= 23.276mm LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 106 Mmax vị trí H= 1.8m Qmax vị trí H= 1.8m Shmax vị trí H= 7.35m Tại đỉnh tường Sh= 24.079mm Từ kết bảng 4.19, qua giai đoạn thi công nội lực tường gia tăng theo độ cứng tầng chống ngang Và thay đổi độ lớn vị trí chuyển vị ngang phụ thuộc vào độ cứng tầng chống b Khảo sát phân phối nội lực liên kết tường sàn: Một vấn đề khó khăn thi công tầng hầm cấu tạo liên kết sàn tường vây tầng hầm thi công theo sơ đồ tính (là ngàm hay khớp), vấn đề định đến phân bố nội lực sàn Trong bảng 4.20 cho thấy sai khác kết moment uốn cho hai cách cấu tạo liên kết khoảng 10% Bảng 4.20: So sánh kết nội lực liên kết sàn tường ngàm khớp LIÊN KẾT NGÀM KHỚP Mmax= 152.08 kNm/m Mmax=162.18 kNm/m Mmax=169.53 kNm/m Mmax= 185.60 kNm/m SÀN TẦNG TRỆT SÀN HẦM LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 107 c Đánh giá ổn định tổng thể FS giai đoạn thi công: Bảng 4.21: Hệ số ổn định tổng thể FS cho giai đoạn thi công Hệ số FS Giai đoạn 9.911 Giai đoạn 2.054 Giai đoạn 4.247 Giai đoạn 3.662 Giai đoạn 3.839 Giai đoạn 10.991 Giai đoạn 7.437 Dựa vào bảng 4.21 tác giả thấy hệ số ổn định tổng thể giai đoạn thi công đào hố móng kết hợp với mái đất nhỏ so với giai đoạn thi công khác Do ổn định tổng thể công trình phụ thuộc chủ yếu vào ổn định mái đất Khi thi công phương pháp cần trọng vào biện pháp kiểm tra tăng cường ổn định mái đất như: • Tăng độ cứng độ cắm sâu tường cọc giữ ổn định chân mái đất • Tăng bề rộâng mái đất giảm độ dốc taluy mái đất d Đánh giá ảnh hưởng việc rút nước hố đào: Khảo sát giai đoạn hạ mực nước ngầm sau cho việc thi công móng: Hình 4.40: Lưu lượng nước thấm vào hố móng giai đoạn Do cản trở dòng thấm tường tầng hầm hệ số thấm lớp đất bên nhỏ nên lượng nước thấm vào hố đào sau hạ mực nước ngầm cho giai đoạn thi công phần đài móng sâu Do việc bơm lượng nước khỏi hố móng theo số liệu tính toán thuận lợi LUẬN VĂN THẠC SĨ 108 CHƯƠNG Hình 4.41: Phân bố áp lực nước lổ rỗng đường bảo hòa sau hạ mực nước ngầm cho giai đoạn thi công sau Khi mô việc hạ mực nước ngầm, chương trình Plaxis xem áp áp lực nước lổ rỗng đường bảo hòa Điều chưa phù hợp với thực tế phụ thuộc nhiều vào hệ số thấm lớp đất LUẬN VĂN THẠC SĨ 109 CHƯƠNG CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN: • Đối với tường tầng hầm có tầng chống ngang, chuyển vị ngang giảm khoảng giá trị chiều sâu H tường, vượt khoảng giá trị chuyển vị ngang tăng ta tăng giảm H, trái với ngộ nhận số kỹ sư thiết kế tăng chiều sâu tường giảm chuyển vị ngang (chỉ xảy với dạng tường consol) Điều lý giải tăng chiêu sâu tường thí áp lực đất nước tác dụng vào tường tăng lên mà liên kết đất tường liên kết có chuyển vị mà chuyển vị tỷ lệ với áp lực tác dụng lên • Khi có yêu cầu khống chế chuyển vị ngang ta không nên tăng chiều sâu H tường tầng hầm mà tăng cường tầng chống ngang vị trí có chuyển vị ngang lớn trước thi công đào đất cho giai đoạn • Với phương pháp thi công tầng hầm kết hợp với mái đất chống dịch chuyển ngang tường ổn định mái đất đóng vai trò định đến thành công phương pháp thi công Nó làm việc gối tựa sơ đồ tường có tầng chống, gối tựa đủ cứng (bề rộng mái đất hợp lý) chuyển vị ngang tường thay đổi không đáng kể ta tăng giảm bề rộng mái đất Nhưng giảm đến khoảng giá trị mà độ cứng gối tựa nhỏ (bề rộng mái đất nhỏ) chuyển vị ngang tăng lên cách đáng kể, lúc tường làm việc dạng tường consol, chuyển vị ngang phụ thuộc hoàn toàn vào độ cứng độ cắm sâu tường • Trong thiết kế thi công đào hố móng nhà cao tầng cần ý tiên liệu trước tượng phình trồi hố móng nhằm hạn chế khắc phục độ lún tức thời thi công tầng mà không làm thay đổi nội lực khung • Bên cạnh cần ý kiểm tra dịch chuyển ngang đầu cọc áp lực bị động khối đất trước tường gây dịch chuyển ngang tường • Liên kết sàn tầng hầm tường không làm thay đổi đáng kể nội lực lớn sàn, làm phân phối lại toàn nội lực sàn nhịp gối Do thiết kế cần phải xem xét hai sơ đồ liên kết ngàm khớp LUẬN VĂN THẠC SĨ 110 CHƯƠNG 5.2 KIẾN NGHỊ: Để có kết luận tổng quát phương pháp thi công tầng hầm kết hợp với mái đất cần nghiên cứu với nhiều số liệu địa chất trường hợp khác nhằm tìm khoảng giá trị hợp lý bề rộng mái đất chiều sâu tường cho phương pháp thi công Cần có nghiên cứu chuyên biệt cho vấn đề sau công tác thi công tầng hầm: • Ảnh hưởng thủy động trạng thái áp lực nước lổ rỗng sau tường vây hạ mực nước ngầm • Nghiên cứu biện biện pháp khắc phục làm giảm tượng phình trồi đáy hố đào dịch chyển ngang đầu cọc thi công hố đào LUẬN VĂN THẠC SĨ TÀI LIỆU THAM KHẢO Atkinson J H.,– The machanics of soils - An introduction to critical state soil mechanics – McGraw Hill, 1982 Atkinson J H.,– An introduction to the machanics of soil and foundations through critical state soil mechanics – McGraw Hill, 1993 Bùi Công Thành – Cơ kết cấu nâng cao – NXB Đại học quốc gia Tp HCM, 2002 Châu Ngọc Ẩn – Cơ học đất – NXB Đại học quốc gia Tp HCM, 2004 Châu Ngọc Ẩn – Nền móng – NXB Đại học quốc gia Tp HCM, 2002 Châu Ngọc Ẩn – Đồ án móng – NXB Đại học quốc gia Tp HCM, 2003 Châu Ngọc Ẩn – Tập giảng Ổn định – ĐH Bách khoa Tp HCM Châu Ngọc Ẩn – Tập giảng Giải pháp móng hợp lý 1– ĐH Bách khoa Tp HCM Châu Ngọc Ẩn – Tập giảng Áp lực đất lên tường chắn – ĐH Bách khoa Tp HCM 10 Chu Quốc Thắng – Phương pháp phần tử hữu hạn – NXB Khoa học Kỹ thuật, 1997 11 Đỗ Bằng, Bùi Anh Định, Vũ Công Ngữ – Bài tập học đất – NXB Giáo dục, 1995 12 A.B.Fadeev – Phương pháp phần tử hữu hạn địa học – NXB Giáo dục, 1995 13 V.A.Ivácnhúc – Thiết kế xây dựng công trình ngầm công trình đào sâu – NXB Xây dựng, 2004 14 Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn văn Q – Cơ học đất – NXB Giáo dục 1995 15 Lê Bá Lương – Tập giảng Tường cọc – ĐH Bách khoa Tp HCM 16 Nguyễn Bá Kế – Thiết kế thi công hố móng sâu – NXB Xây dựng, 2002 17 Nguyễn Bá Kế – Móng nhà cao tầng – NXB Xây dựng, 2004 18 Nguyễn Văn Quãng – Nền Móng nhà cao tầng – NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 19 Phan Trường Phiệt – Tính toán áp lực đất tường chắn đất – NXB Xây dựng, 2001 20 R Whitlow – Cơ học đất (tập & 2) – NXB Giáo Dục, 1999 21 The Student Edition of Plaxis – Hướng dẫn sử dụng Plaxis 7.2 22 TCXD 206 – 1998, Cọc khoan nhồi – Yêu cầu chất lượng thi công 23 TCXD 205 – 1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế 24 TCXDVN 326:2004, Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công, kiểm tra nghiệm thu ... : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Phái : Nam Nơi sinh : Quãng Ngãi Mã số : 31.10.02 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA TƯỜNG TẦNG HẦM (DIAPHRAGM WALL) TRONG QUÁ TRÌNH ĐÀO HỐ MÓNG VÀ THI CÔNG CÁC SÀN TẦNG... động viên suốt trình học tập thực luận văn TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA TƯỜNG TẦNG HẦM (DIAPHRAGM WALL) TRONG QUÁ TRÌNH ĐÀO HỐ MÓNG VÀ THI CÔNG CÁC SÀN TẦNG HẦM Với tốc độ... TẦNG HẦM II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Phân tích ứng xử tường tầng hầm trình đào hố móng thi công sàn tầng hầm phương pháp phần tử hữu hạn Nội dung: Chương 1: Tổng quan loại tường vây hố đào