Phân tích và đánh giá tác động của đẩy nổi đối với sàn tầng hầm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒNG LONG HẢI PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA ĐẨY NỔI ĐỐI VỚI SÀN TẦNG HẦM Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 60.58.02.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Lê Bá Vinh Cán hướng dẫn khoa học 2: ThS Hoàng Thế Thao Cán chấm nhận xét : PGS TS Nguyễn Trọng Phước Cán chấm nhận xét : TS Lê Bá Khánh Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 07 tháng 01 năm 2020 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: GS TSKH Nguyễn Văn Thơ Thư ký: TS Lại Văn Qúi Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Trọng Phước Phản biện 2: TS Lê Bá Khánh Ủy viên: TS Phạm Văn Hùng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Hoàng Long Hải MSHV: 1770363 Ngày, tháng, năm sinh: 24/06/1994 Nơi sinh: Khánh Hòa Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số : 60580211 I TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích đánh giá tác động đẩy sàn tầng hầm ( Analysis and evaluation of the impact of Buoyancy Force acting on basement floor) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu áp lực nước đẩy đất bùn sét khu vực Quận 2, TP.HCM bằng: phương pháp thực nghiệm (phương pháp quan trắc đầu đo Piezometer, phương pháp quan trắc mực nước ngầm giếng Standpipe) phương pháp phần tử hữu hạn (sử dụng phần mềm PLAXIS) Tiến hành so sánh kết quan trắc áp lực nước đẩy phương pháp thực nghiệm với thực nghiệm với phương pháp phần tử hữu hạn Đánh giá tác động tượng thủy triều sông Sài Gòn áp lực nước đẩy đất bùn sét khu vực quan trắc Tiến hành mô PLAXIS 2D cho trường hợp 01, 02, 03, 04 05 hầm để đưa đánh giá độ gia tăng áp lực nước đẩy theo thời gian tác động đẩy cơng trình có tầng hầm sâu So sánh chênh lệch nội lực sàn hầm có xét không xét đến đẩy nổi, mùa mưa mùa khơ, từ kiến nghị giải pháp phịng tránh khắc phục III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 19/08/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 08/12/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Lê Bá Vinh, ThS Hoàng Thế Thao Tp HCM, ngày 08 tháng 12 năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) PGS TS Lê Bá Vinh ThS Hoàng Thế Thao PGS TS Lê Bá Vinh TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc cho phép gửi lời cảm ơn chân thành tới: ▪ Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM , khoa Kỹ thuật xây dựng, môn Địa móng giảng viên tận tình dạy tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Thạc sĩ ▪ Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Lê Bá Vinh ThS Hồng Thế Thao ln tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ động viên suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Thạc sĩ ▪ Xin gửi lời cảm ơn đến chuyên gia Mr Tsuyoshi Shiga Mr Katsumasa Yamamoto - Cơng ty ATK nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn tơi thực cơng tác quan trắc, góp phần hồn thiện nội dung nghiên cứu ▪ Bên cạnh đó, xin gửi lời cảm ơn đến Ban quản lý dự án nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện để thực công tác lắp đặt quan trắc mực nước ngầm ▪ Cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp ln khích lệ, động viên giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắng nhiều, luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót; tác giả mong nhận thông cảm, dẫn, giúp đỡ đóng góp ý kiến nhà khoa học, quý thầy cô, cán quản lý bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 12 năm 2019 HỒNG LONG HẢI i|Page TĨM TẮT Khu Đơng Sài Gịn đặc biệt Quận khu vực phát triển thị trường bất động sản thành phố Hồ Chí Minh hạ tầng giao thông lẫn khu dân cư Tuy nhiên theo nhiều kết khảo sát địa chất, cấu tạo địa chất khu vực Quận có lớp bùn sét dày trung bình từ 15-30m Kết quan trắc phương pháp Piezometer phương pháp Standpile cho thấy tồn áp lực nước đẩy đất bùn sét Số liệu quan trắc tương đối phù hợp với kết phân tích theo phương pháp phần tử hữu hạn Kết nghiên cứu cho thấy tính từ thời điểm bắt đầu trả nước, áp lực nước đẩy gia tăng theo thời gian, với tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư Qúa trình có tương quan đồng biến với Áp lực nước đẩy tăng nhanh thời gian đầu có xu hướng tăng chậm lại năm Nhìn chung, độ gia tăng diễn nhanh chóng 10 năm đầu, đạt 90% Trong 10 năm tăng thêm khoảng 5% đạt đến áp lực thủy tĩnh sau 50 năm kể từ thời điểm trả nước Cơng trình có nhiều tầng hầm độ gia tăng áp lực nước đẩy thời điểm lớn cơng trình có tầng hầm Tuy nhiên, tốc độ gia tăng phụ thuộc vào phương án tường chắn đất sử dụng biện pháp thi công tầng hầm Cụ thể, với cơng trình sử dụng tường cừ larsen (SP) tốc độ gia tăng nhanh sử dụng tường vây (DW) Phân tích tác động đẩy sàn tầng hầm cho thấy áp lực đẩy làm moment căng thớ nhịp thớ gối Khi bỏ qua áp lực đẩy thiết kế dễ dẫn đến tượng nứt sàn hầm ứng suất kéo xuất mà khơng bố trí cốt thép hợp lý để tham gia chịu kéo, nước thấm qua vết nứt gây ngập úng tầng hầm, rỉ sét cốt thép chí không đảm bảo khả chịu lực cho kết cấu Cơng trình có nhiều tầng hầm sâu, giá trị moment áp lực đẩy gây lớn Độ lớn moment tăng tuyến tính theo số lượng tầng hầm Mặt khác, nghiên cứu ảnh hưởng thời tiết đến áp lực nước đẩy sàn tầng hầm cho kết nội lực mùa mưa lớn mùa khô Cụ thể chệnh lệch moment mùa mưa với mùa khô khoảng 6.5 lần cơng trình có tầng hầm, giá trị chênh lệch lần cơng trình có tầng hầm, 1.5 lần cơng trình có tầng hầm 1.4 lần cơng trình có tầng hầm ii | P a g e ABSTRACT The East Saigon area, especially District 2, is currently a highly developed area of the real estate market in Ho Chi Minh City in terms of both transport infrastructure and new residential areas However, according to many geotechnical investigations, the geological structure in District has a thick layer of soft soil on average 15-30m The monitoring results using Piezometer and Standpipe method showed that there was pressure of floating water in soft soil This observation data is consistent with the results of the analysis using a finite element method Research results show that from the start of water return, the floating water pressure will increase over time, along with the dissipation of the excess pore pressure This process is positively correlated with each other The pressure of floating water increased rapidly in the beginning and tended to increase slowly in the following years Overall, this increase was rapid in the first 10 years, reaching 90% In the next 10 years only increase by about 5% and reach steadystate pressure after more than 50 years from the time of water return For buildings with multiple basements, the increase in buoyancy pressure at the same time will be greater than that with fewer basements However, this rate of increase depends on the type of the retaining wall used in the basement construction method Specifically, for buildings using sheet pipes (SP), the rate of increase will be faster than that of using diaphragm wall (DW) Analysis of the floating effect on the basement floor showed that the buoyancy pressure made the bending moment is negative (hogging) at span and positive (sagging) at support When ignoring the buoyancy forces in the design causes cracking of the basement due to the tensile stresses appearing where the rebar is not properly arranged to participate in tensile, the water will seep through the cracks causing flooding basement flooding, reinforced rust and may not even guarantee structural strength The deeper basements there are, the greater the value of moment caused by buoyancy pressure The magnitude of the moment increases linearly with the number of basements On the other hand, when studying the effect of weather on floating water pressure on basement floor, the internal force of rainy season is greater than that of dry season Specifically, the difference in moment between the rainy season and the dry season is about 6.5 times for buildings with basements, this difference is times for buildings with basements, 1.5 times for works with floors basements and 1.4 times for constructions with basements iii | P a g e LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng việc tơi thực hướng dẫn PGS TS Lê Bá Vinh ThS Hoàng Thế Thao Các kết Luận văn thật chưa công bố nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệm nội dung trình bày luận văn Tp Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 12 năm 2019 HỒNG LONG HẢI iv | P a g e MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………….1 Chương TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG ĐẨY NỔI SÀN HẦM Khái quát tượng đẩy Thực trạng vấn đề đẩy Các nghiên cứu áp lực đẩy Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU Phương pháp quan trắc đầu đo Piezometer 1.1 Nguyên lý hoạt động 1.2 Phương pháp kiểm tra chất lượng đầu đo 10 1.3 Bảo hòa đầu đo 10 1.4 Lắp đặt thiết bị vào giếng khoan 10 1.5 Ghi nhận kết đo 11 1.6 Tính tốn kết 12 Phương pháp quan trắc giếng Standpipe 13 2.1 Nguyên lý hoạt động 13 2.2 Biện pháp thi công lắt đặt giếng quan trắc 13 2.2.1 Thiết bị lắp đặt giếng Standpipe 13 2.2.2 Quy trình lắp đặt giếng Standpipe .14 2.3 Thiết bị quan trắc cao độ mực nước ngầm 14 2.4 Tính tốn kết 15 Phương pháp phần tử hữu hạn 16 3.1 Phương trình cở dịng chảy 16 3.1.1 Dòng chảy tạm thời (Transient flow) 16 3.1.2 Phương trình liên tục (Continuity equation) .17 3.2 Rời rạc phần tử hữu hạn (Finite element discretisation) 18 3.3 Mơ hình Van Genuchten 19 3.4 Phương trình cố kết 21 Phương pháp theo dõi diễn biến mực nước cảm biến S&DL mini 22 v|Page 4.1 Nguyên lý hoạt động 22 4.1.1 Bộ cảm biến S&DL mini .22 4.1.2 Thủy triều - khái niệm 25 4.2 Lắp đặt thiết bị 26 4.3 Ghi nhận kết đo 26 4.4 Tính tốn kết 27 Chương XÁC ĐỊNH ÁP LỰC NƯỚC ĐẨY NỔI ĐỐI VỚI SÀN HẦM CHO CƠNG TRÌNH CỤ THỂ TẠI QUẬN 2, TP.HCM .28 Tổng quan 28 Địa chất cơng trình 31 2.1 Mặt bố trí hố khoan 31 2.2 Mặt cắt địa chất 31 2.3 Tổng hợp tiêu lý 32 Xác định áp lực đẩy phương pháp Piezometer 34 3.1 Biện pháp thi công lắp đặt 35 3.2 Kế hoạch quan trắc .37 3.3 Kết quan trắc 38 3.3.1 Số liệu quan trắc 38 3.3.2 Mộ số hình ảnh trường 41 3.4 Xử lý, tính tốn số liệu .44 Xác định áp lực đẩy phương pháp Standpipe .51 4.1 Biện pháp thi công lắp đặt 51 4.2 Kế hoạch quan trắc .53 4.3 Kết quan trắc 53 4.3.1 Số liệu quan trắc 53 4.3.2 Một số hình ảnh trường .55 4.4 Xử lý, tính tốn số liệu .56 Phân tích, so sánh 02 phương pháp thực nghiệm xác định áp lực nước 58 Đánh giá tác động tượng thủy triều sơng Sài Gịn áp lực nước đẩy đất bùn sét khu vực quan trắc .60 vi | P a g e STT No 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ngày đo Date Số ngày Acc.Date (days) 03.03.2014 09 04.03.2014 10 05.03.2014 11 06.03.2014 12 07.03.2014 13 08.03.2014 14 09.03.2014 15 Giờ đo Time 17:30 08:30 17:30 08:30 17:30 08:30 17:30 08:30 17:30 08:30 17:30 08:30 17:30 08:30 17:30 Độ sâu mực nước so với đỉnh giếng (m) Reading 5.600 5.610 5.600 5.600 5.620 5.610 5.630 5.640 5.640 5.650 5.650 5.660 5.660 5.650 5.660 Cao độ mực nước so với MĐTN (m) Ground water lever -5.300 -5.310 -5.300 -5.300 -5.320 -5.310 -5.330 -5.340 -5.340 -5.350 -5.350 -5.360 -5.360 -5.350 -5.360 ▪ Kết khảo sát 2, từ ngày 03/03-01/04/2016: − Vị trí khảo sát: 605092.714X, 1191131.088Y − Cao độ mặt đất: 0.000m − Cao độ đỉnh giếng: +0.200m Bảng 18: Kết quan trắc mực nước ngầm từ tháng đến tháng STT No 10 11 12 129 | P a g e Ngày đo Date Số ngày Acc.Date (days) 03.03.2016 01 04.03.2016 02 05.03.2016 03 06.03.2016 04 07.03.2016 05 08.03.2016 06 Giờ đo Time Độ sâu mực nước so với đỉnh giếng (m) Reading 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 5.420 5.540 5.560 5.550 5.570 5.580 5.570 5.590 5.600 5.600 5.600 5.610 Cao độ mực nước so với MĐTN (m) Ground water lever -5.220 -5.340 -5.360 -5.350 -5.370 -5.380 -5.370 -5.390 -5.400 -5.400 -5.400 -5.410 STT No 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 130 | P a g e Ngày đo Date Số ngày Acc.Date (days) 09.03.2016 07 10.03.2016 08 11.03.2016 09 12.03.2016 10 13.03.2016 11 14.03.2016 12 15.03.2016 13 16.03.2016 14 17.03.2016 15 18.03.2016 16 19.03.2016 17 20.03.2016 18 21.03.2016 19 22.03.2016 20 23.03.2016 21 24.03.2016 22 25.03.2016 23 26.03.2016 24 27.03.2016 25 28.03.2016 26 29.03.2016 27 Giờ đo Time Độ sâu mực nước so với đỉnh giếng (m) Reading 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 5.620 5.620 5.620 5.620 5.620 5.620 5.630 5.630 5.630 5.640 5.640 5.650 5.650 5.660 5.670 5.670 5.660 5.660 5.660 5.660 5.670 5.670 5.690 5.690 5.690 5.690 5.700 5.700 5.700 5.710 5.710 5.690 5.700 5.690 5.700 5.710 5.720 5.710 5.720 5.700 5.710 Cao độ mực nước so với MĐTN (m) Ground water lever -5.420 -5.420 -5.420 -5.420 -5.420 -5.420 -5.430 -5.430 -5.430 -5.440 -5.440 -5.450 -5.450 -5.460 -5.470 -5.470 -5.460 -5.460 -5.460 -5.460 -5.470 -5.470 -5.490 -5.490 -5.490 -5.490 -5.500 -5.500 -5.500 -5.510 -5.510 -5.490 -5.500 -5.490 -5.500 -5.510 -5.520 -5.510 -5.520 -5.500 -5.510 STT No 54 55 56 57 58 59 60 Ngày đo Date Số ngày Acc.Date (days) 30.03.2016 28 31.03.2016 29 01.04.2016 30 Giờ đo Time Độ sâu mực nước so với đỉnh giếng (m) Reading 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 8:00 16:00 5.690 5.700 5.700 5.720 5.690 5.700 5.700 Cao độ mực nước so với MĐTN (m) Ground water lever -5.490 -5.500 -5.500 -5.520 -5.490 -5.500 -5.500 Như vậy, qua hai kết khảo sát thủy văn trên, cao độ mực nước ngầm vào mùa khô dao động từ -5.220m đến – 5.500m so với MĐTN Trong nghiên cứu này, tác giả chọn cao độ MNN -5.500m để phân tích Cao độ mực nước ngầm vào mùa mưa tác giả quan trắc từ tháng 10-12.2019 mục 4.4 chương 3, giá trị trung bình -2.000m so với MĐTN MNN MĐTN Chu kỳ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0.000 Cao độ (m) -1.000 -1.2 -2.000 -3.000 -2.8-2.8-2.8-2.9-2.9 -2.9-2.9-3.0-3.0 -3.0-3.0-3.0-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1-3.1 -4.000 Hình 117: Cao độ MNN so với MĐTN vào mùa mưa 131 | P a g e Bảng 19:Bảng thông số đầu vào dùng mô Số tầng hầm Chiều sâu tầng hầm cuối so với MĐTN (m) Chiều dày Tải hoàn Áp lực nước sàn hầm thiện SDL đẩy mùa cuối (mm) (kN/m ) mưa (kN/m ) 2 Áp lực nước đẩy mùa khô (kN/m2) -3.5 300 1.0 -15 -7.0 400 1.0 -50 -15 -10.5 600 1.0 -85 -50 -14.0 800 1.0 -120 -85 -17.5 1000 1.0 -155 -120 Để mức độ đánh giá có tính phổ biến, tác giả sử dụng sàn có nhịp từ 3m, 4m, 5m, 6m đến 7m để phân tích 3.2 Phân tích tác động đẩy sàn hầm mùa khô mùa mưa ▪ Nhịp 3m Mơ hình sàn SAFE 2016 Moment sàn ứng với mùa mưa (kNm) Moment sàn ứng với mùa khô (kNm) 132 | P a g e ▪ Nhịp 4m Mơ hình sàn SAFE 2016 Moment sàn ứng với mùa mưa (kNm) Moment sàn ứng với mùa khô (kNm) ▪ Nhịp 5m Mô hình sàn SAFE 2016 Moment sàn ứng với mùa mưa (kNm) Moment sàn ứng với mùa khô (kNm) 133 | P a g e ▪ Nhịp 6m Mơ hình sàn SAFE 2016 Moment sàn ứng với mùa mưa (kNm) Moment sàn ứng với mùa khơ (kNm) ▪ Nhịp 7m Mơ hình sàn SAFE 2016 Moment sàn ứng với mùa mưa (kNm) Moment sàn ứng với mùa khô (kNm) 134 | P a g e 3.3 Đánh giá tác động đẩy sàn tầng hầm mùa mưa mùa khơ Tóm tắt giá trị moment thay đổi mùa mưa mùa khô sau: Bảng 20: Bảng tổng hợp kết nội lực mùa mưa mùa khô MÙA MƯA Nhịp 3m Số tâng hầm M1 -2.8 -15.9 -29.9 -44.6 -59.7 M2 3.1 14.2 23.4 31.8 39.4 Nhịp 4m Số tâng hầm M1 -5 -28.2 -53 -78.6 -104.8 M2 5.4 24.8 40.7 55.7 69.7 Nhịp 5m Số tâng hầm M1 -7.9 -44 -82.5 -122.2 -162.6 M2 8.4 38.4 63 86.6 109 Nhịp 6m Số tâng hầm M1 -11.3 -63.2 -118.5 -175.5 -233.4 M2 12.1 55 90.2 124.3 157.2 Nhịp 7m Số tâng hầm M1 -15.4 -85.9 -161.1 -238.4 -316.8 M2 16.5 74.7 122.4 168.9 214.1 MÙA KHÔ Nhịp 3m Số tâng hầm M1 -2.2 -15.2 -29.3 -43.9 M2 2.3 12.2 21.1 29.2 Nhịp 4m Số tâng hầm M1 -3.9 -27 -51.7 -77.2 M2 21.2 37 51.7 Nhịp 5m Số tâng hầm M1 -6.1 -42 -80.3 -119.8 M2 6.3 32.9 57.6 80.9 Nhịp 6m Số tâng hầm M1 -8.7 -60.4 -115.3 -171.9 M2 47.1 82.7 116.7 Nhịp 7m Số tâng hầm M1 -11.9 -82.1 -156.7 -233.3 M2 12.3 64 112.4 159 *Chú thích: M1 moment căng thớ nhịp, M2 moment căng thớ gối (kNm) Cơng trình có tầng hầm: vào mùa khơ đáy sàn nằm MNN nên giá trị moment gây áp lực nước Tuy nhiên vào mùa mưa MNN dâng cao, áp lực đẩy tác động vào sàn tầng hầm trình bày Sự chênh lệch moment mùa mưa mùa khơ khoảng 6.5 lần cơng trình có tầng hầm Gía trị chênh lệch lần cơng trình có tầng hầm, 1.5 lần cơng trình có tầng hầm 1.4 lần cơng trình có tầng hầm Moment mùa mưa/Moment mùa khô 6.5 2.0 1.5 1.4 Số tầng hầm Hình 118: Biểu đồ thể chênh lệch moment mùa mưa mùa khô 135 | P a g e Đề xuất biện pháp phòng tránh, khắc phục tác động đẩy 4.1 Biện pháp phòng tránh Khi thiết kế sàn tầng hầm nói riêng cơng trình ngầm nói chung, cần xác định tồn áp lực nước đẩy lớp địa chất kết cấu ngầm, đặc biệt đất bùn sét Tác giả khuyến nghị sử dụng phương pháp Standpipe để xác định cao độ mực nước ngầm, từ tính áp lực thủy tĩnh độ sâu thiết kế Trong điều kiện khơng xuất dịng chảy, áp lực nước đẩy có giá trị áp lực thủy tĩnh Như phân tích, áp lực nước đẩy khác thời điểm năm, đặc biệt mùa mưa mùa khơ Do đó, cần có kế hoạch quan trắc mùa mưa để xác định áp lực nước đẩy điều kiện bất lợi Đối với cơng trình khơng sử dụng móng cọc, tải trọng cơng trình truyền trực tiếp lên đất đáy móng sàn, làm phát sinh áp lực nước lỗ rỗng thặng dư chiều với áp lực thủy tĩnh, áp lực nước đẩy điều kiện lớn áp lực thủy tĩnh (công thức 2.24 2.25) Mặt khác, áp lực nước đẩy cần lưu ý đến phản lực đất tác động vào kết cấu ngầm trường hợp Khi xác định áp lực nước đẩy khu vực khảo sát, tiến hành khai báo tải trọng vào quy trình thiết kế kết cấu Từ cho biểu đồ nội lực để tính tốn tiết diện cấu kiện bố trí cốt thép vị trí hợp lý, phòng tránh tượng nứt sàn hầm áp lực nước đẩy gây 4.2 Biện pháp khắc phục Ngoài phương án sử dụng cọc micropiles chịu kéo I H Wong (2001) đề cập mục chương 1, tác giả đề xuất phương án sử dụng hệ thống ống giảm áp Hệ thống ống giảm áp cấu tạo bao gồm hệ thống thu nước (lớp sỏi/cát hạt thô, ống lọc, ống giếng uPVC) hệ thống thoát nước (mương thu nước, ống nước) Các vị trí lắp đặt hệ thống ống giảm áp gọi lỗ chống đẩy Nhờ vào hệ thống ống giảm áp, nước thu lỗ chống đẩy thoát theo mương thu nước ống thoát nước Do vậy, hệ thống giảm đáng kể áp lực nước đẩy tác động vào sàn hầm 136 | P a g e Hình 119: Hệ thống ống giảm (sử dụng mương thu nước) Hình 120: Hệ thống ống giảm áp (sử dụng ống thoát nước) 137 | P a g e KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Phương pháp xác định áp lực nước đẩy đầu đo Piezometer cho kết trực tiếp vị trí thí nghiệm, giá trị thu áp lực nước tổng (bao gồm áp lực nước thủy tĩnh áp lực nước thặng dư) Phương pháp xác định áp lực nước đẩy giếng Standpipe cho kết bán gián tiếp thơng qua việc tính tốn áp lực độ chênh cột áp nước gây thủy tĩnh h, giá trị thu áp lực thủy tĩnh Phương pháp xác định áp lực nước đẩy PLAXIS cho kết tương đối phù hợp với 02 phương pháp thực nghiệm (Piezometer Standpipe) Đối với cơng trình có tầng hầm thi cơng đất bùn sét, biện pháp thi công thường sử dụng giếng bơm để hạ mực nước ngầm bên hố đào nhằm phục vụ cho công tác đào đất, sau thi công xong phần ngầm giếng bơm ngừng hoạt động Khi áp lực nước đẩy tăng trở lại Trong đất dính đặc biệt bùn sét, trình gia tăng áp lực nước đẩy cần khoảng thời gian tương đối dài Tính từ thời điểm bắt đầu trả nước (giếng bơm ngừng hoạt động), áp lực nước đẩy gia tăng theo thời gian, với tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư Qúa trình có tương quan đồng biến với Nói cách khác, trình trả nước hình thành chênh lệch áp lực nước tường hầm gây chuyển dịch nước tự lỗ rỗng đất từ nơi có áp lực cao đến nới có áp lực thấp hơn, thấm kết thúc áp lực nước tường hầm trả trạng thái cân Áp lực nước đẩy tăng nhanh thời gian đầu có xu hướng tăng chậm lại năm Nhìn chung, độ gia tăng diễn nhanh chóng 10 năm đầu, đạt 90% Trong 10 năm tăng thêm khoảng 5% đạt đến áp lực thủy tĩnh sau 50 năm kể từ thời điểm trả nước Cơng trình có nhiều tầng hầm độ gia tăng áp lực nước đẩy thời điểm lớn cơng trình có tầng hầm Tuy nhiên, tốc độ gia tăng phụ thuộc vào phương án tường chắn đất sử dụng biện pháp thi công tầng hầm Cụ thể, với cơng trình sử dụng tường cừ larsen (SP) tốc độ gia tăng nhanh sử dụng tường vây (DW), cừ rút lên sau thi cơng xong tường hầm 138 | P a g e tường vây giữ cố định Do đó, chiều dài dòng thấm tường cừ ngắn tường vây nên áp lực bị tổn thất hơn, theo tốc độ gia tăng áp lực nước nhanh Thớ căng moment tổ hợp (không xét đẩy nổi) tổ hợp (có xét đẩy nổi) hồn tồn ngược Trong đó, tổ hợp cho kết moment căng thớ nhịp thớ gối, tổ hợp cho kết moment căng thớ nhịp thớ gối Chênh lệch độ lớn moment tổ hợp với tổ hợp công trình có số lượng tầng hầm 1, 2, 3, tương ứng 0.6 (0.7), 2.6 (3.0), 3.6 (4.0), 4.1 (4.7) 4.5 (5.2), (giá trị bên dấu ngoặc nhịp, bên dấu ngoặc gối) Mức độ chệnh lệch tăng số lượng tầng hầm tăng Bên cạnh đó, độ chênh lệch moment gối lớn nhịp Vì vậy, cơng trình có nhiều tầng hầm sâu, giá trị moment áp lực đẩy gây lớn, xuống sâu áp lực nước đẩy tăng Tác động áp lực đẩy dầm sàn tầng hầm vô nguy hiểm làm đổi thớ căng moment, phải xét đến thiết kế kết cấu để tính tốn bố trí cốt thép hợp lý Khi bỏ qua áp lực đẩy thiết kế dễ dẫn đến tượng nứt sàn hầm ứng suất kéo xuất mà khơng bố trí cốt thép đủ để tham gia chịu kéo, nước thấm qua vết nứt gây ngập úng tầng hầm, rỉ sét cốt thép chí khơng đảm bảo khả chịu lực cho kết cấu Khi nghiên cứu ảnh hưởng thời tiết đến tác động áp lực nước đẩy sàn tầng hầm cho kết nội lực mùa mưa lớn mùa khô Cụ thể, chênh lệch giá trị moment mùa mưa mùa khô khu vực Quận 2, TP Hồ Chí Minh khoảng 6.5 lần cơng trình có tầng hầm Gía trị chênh lệch lần cơng trình có tầng hầm, 1.5 lần cơng trình có tầng hầm 1.4 lần cơng trình có tầng hầm Kiến nghị: Cần tiến hành nghiên cứu thêm tác động đẩy sàn tầng hầm cho trường hợp đất cát đất sét Cần tiến hành nghiên cứu thêm tác động đẩy cọc Quan trắc nên thực mùa mưa mùa khô, từ năm sang năm khác để có đánh giá khách quan đẩy đủ 139 | P a g e TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc Ẩn, “Cơ học đất”, Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2016 [2] J Li and W Sun, “Study on design of uplif piles and calculation of foat in underground structures,” Structural Engineering International, 2007 [3] I H Wong, “Methods of resisting hydrostatic uplif in substructures,” Tunnelling and Underground Space Technology, 2001 [4] H E Acosta-Martinez, S Gourvenec, and M F Randolph, “Centrifuge study of capacity of a skirted foundation under eccentric transient and sustained uplif,” Géotechnique, 2012 [5] L Song, X Kang, and G Mei, “Buoyancy force on shallow foundations in clayey soil: An experimental investigation based on the “Half Interval Search”,” Ocean Engineering, vol 129, pp 637–641, 2017 [6] H B Seed, I M Idriss, and I Arango, “Evaluation of liquefaction potential using feld performance data,” Journal of Geotechnical Engineering, 1983 [7] Y Mohri, N Fujita, and T Kawabata, “A simulation on uplif resistance of buried pipe by DEM,” in Proceedings of the Pipelines 2001: Advances in Pipeline Engineering and Construction, California, Calif, USA, July 2001 [8] S Suenaga, Y Mohri, and K Matsushima, “Performance of Shallow Cover Method with Geogrid at Large Blasting Test,” in Proceedings of the Pipeline Engineering and Construction International Conference 2003, Baltimore, Maryland, United States, 2003 [9] G Achari, R C Joshi, L R Bentley, and S Chatterji, “Prediction of the hydraulic conductivity of clays using the electric double layer theory,” Canadian Geotechnical Journal, 1999 [10] P N Singh and W W Wallender, “Efects of adsorbed water layer in predicting saturated hydraulic conductivity for clays with Kozeny-Carman equation,” Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2008 [11] Z Zhang, B Sun, and H Xu, “Efect of characteristics of ground water distribution and seepage on anti-uplif analysis of building foundations,” China Civil Engineering Journal, 2001 [12] O D L Strack and H M Haitjema, “Modeling double aquifer fow using a comprehensive potential and distributed singularities: Solution for inhomogeneous 140 | P a g e permeabilities,” Water Resources Research, 1981 [13] Y.-S Xu, S.-L Shen, Y.-J Du, J.-C Chai, and S Horpibulsuk, “Modelling the cutof behavior of underground structure in multi-aquifer-aquitard groundwater system,” Natural Hazards, 2013 [14] B Karchewski, A Pekinasova, D Stolle, and P Guo, “Investigation of a hybrid polygonal fnite element formulation for confned and unconfned seepage,” International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2016 [15] Ji-wen Zhang et al, “Buoyancy Force Acting on Underground Structures considering Seepage of Confined Water”, 2019 [16] Instruction Manual Model 4500 series Vabrating Wire Piezometer, Geokon, 2019 [17] Compact Sensor and Data Logger for Water Level Measurement - S&DL mini Model-4800 Manual, OYO, 2014 [18] PLAXIS 2D Reference Manual 2019 [19] PLAXIS 3D Reference Manual 2019 [20] CSi Analysis Reference Manual, 2017 141 | P a g e DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC Le Ba Vinh, Hoang Long Hai, Hoang The Thao, Hoang Ngoc Trieu, “Finite Element Analysis of A Deep Excavation Adjacent to The Ben Thanh – Suoi Tien Metro Tunnels”, The International Conference on Sustainable Civil Engineering and Architecture (ICSCEA), 2019 Lê Bá Vinh, Hồng Long Hải, Hồng Thế Thao, “Phân tích phương pháp xác định áp lực nước đẩy đất bùn sét quận 2, TP.HCM”, Tạp chí Địa kỹ thuật (VGI), số – 2020 Lê Bá Vinh, Hoàng Long Hải, Hoàng Thế Thao, “Đánh giá tác động áp lực nước đẩy sàn tầng hầm”, Tạp chí Địa kỹ thuật (VGI), số – 2020 142 | P a g e TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC I PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: HỒNG LONG HẢI Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 24/06/1994 Nơi sinh: Khánh Hòa Quê quán: Cam Lâm – Khánh Hòa Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 207/69 đường 3/2, phường 11, Quận 10, TP Hồ Chí Minh Điện thoại: 089 867 16 18 Email: hai.hoangCEng@gmail.com II QÚA TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học: Nơi đào tào: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP HỒ CHÍ MINH Hệ đào tạo: Chính quy (Kỹ sư tài năng) Thời gian đào tạo từ năm 2012 đến 2017 Chuyên ngành: Kỹ thuật cơng trình xây dựng Cao học: Nơi đào tào: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP HỒ CHÍ MINH Chương trình đào tạo: Học theo phương thức môn học + LVThS Thời gian đào tạo từ năm 2017 đến 2019 Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng III Q TRÌNH CƠNG TÁC Từ năm 2017 – 2018: Làm việc Công ty Cổ phần Tập đồn xây dựng Hịa Bình Từ năm 2018 – nay: Làm việc Công ty cổ phần Khoa học Công nghệ Bách Khoa TP.HCM 143 | P a g e ... 88 Chương PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA ĐẨY NỔI ĐỐI VỚI SÀN TẦNG HẦM 90 Phân tích, đánh giá độ gia tăng áp lực nước đẩy theo thời gian công trình có tầng hầm đất bùn sét... có tầng hầm 106 1.3 Đánh giá độ gia tăng áp lực nước đẩy theo thời gian 108 Phân tích, đánh giá tác động đẩy sàn tầng hầm 110 2.1 Tổng quan 110 2.2 Phân tích tác động. .. 6m .120 2.2.5 Ơ sàn có nhịp 7m .123 2.3 Đánh giá tác động lực đẩy đến dầm sàn tầng hầm 126 vii | P a g e Phân tích, đánh giá tác động đẩy sàn hầm mùa khô mùa mưa khu vực