Nghiên cứu đề xuất phương án thiết kế và thi công công trình dân dụng xây chen khu vực thành phố tân an tỉnh long an

-1- LỜI CẢM ƠN ooOoo Luận văn “Nghiên cứu, đề xuất phương án thiết kế thi cơng cơng trình dân dụng xây chen khu vực thành phố Tân An – tỉnh Long An” hoàn thành nhờ giúp đỡ nhiệt tình Thầy, Cơ giáo, bạn bè đồng nghiệp, quan gia đình Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô giáo hướng dẫn GS.TS Trần Thị Thanh người theo dõi hướng dẫn tận tình thời gian qua, Thầy, Cô giáo Trường Đại học Thủy Lợi trực tiếp giảng dạy suốt khóa học Xin chân thành cảm ơn đến chuyên gia, đồng nghiệp, bạn bè gia đình tạo điều kiện giúp đỡ để tác giả có thêm kiến thức thời gian hồn thành luận văn -2- BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 BẢN CAM KẾT Kính gửi: Ban Giám hiệu Trường Đại học Thủy Lợi; Phòng Đào tạo ĐH&SĐH, Trường Đại học Thủy Lợi Họ tên học viên: NGUYỄN THANH NGÂN ; MSHV: 128605860012 ĐT: 0909945890 Lớp: Địa kỹ thuật xây dựng; Tên đề tài luận văn: NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG XÂY CHEN KHU VỰC THÀNH PHỐ TÂN AN - TỈNH LONG AN Số Quyết định giao đề tài luận văn: 1630/QĐ-ĐHTL Ngày tháng giao đề tài luận văn: 16/9/2013 Nay làm Bản cam kết này, xin cam đoan với Ban Giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi, Phòng Đào tạo ĐH&SĐH - Trường Đại học Thủy Lợi toàn nội dung luận văn nghiên cứu cơng trình cá nhân học viên hướng dẫn GS.TS Trần Thị Thanh, không trùng lặp với luận văn công bố Xin trân trọng cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2014 Học viên Nguyễn Thanh Ngân -3- MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 10 I Tính cấp thiết đề tài 10 II Mục tiêu đề tài 12 III Cách tiếp cận phương pháp thực 12 IV Kết dự kiến đạt 12 Chương TỔNG QUAN VỀ VIỆC THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG XÂY CHEN TRONG ĐÔ THỊ 13 1.1 Giới thiệu chung 13 1.2 Đặc điểm cơng trình dân dụng xây chen đô thị 15 1.3 Một số cố thực tế thi công xây chen đô thị 21 Kết luận chương 30 Chương ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC THÀNH PHỐ TÂN AN – TỈNH LONG AN VÀ NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ CỐ KHI THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG XÂY CHEN 32 2.1 Giới thiệu thành phố Tân An – tỉnh Long An 32 2.2 Đặc điểm địa chất cơng trình – địa chất thủy văn thành phố Tân An - tỉnh Long An 35 2.3 Đánh giá nguyên nhân gây cố thi cơng cơng trình dân dụng xây chen khu vực thành phố Tân An – tỉnh Long An 42 Kết luận chương 49 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT BÀI TỐN ỔN ĐỊNH HỐ MĨNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG XÂY CHEN 51 3.1 Các giải pháp ổn định hố móng 51 3.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn 54 3.3 Giải pháp kỹ thuật thi công 87 3.4 Quan trắc thi công 97 Kết luận chương 102 Chương THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG XÂY CHEN KHU VỰC THÀNH PHỐ TÂN AN – TỈNH LONG AN 103 4.1 Giới thiệu đặc điểm địa chất khu vực thành phố Tân An 103 4.2 Tính tốn ứng dụng vào cơng trình thực tế khu vực với phần mềm Plaxis 106 Kết luận chương 118 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 119 Kết đạt luận văn 119 Hạn chế, tồn 119 Hướng khắc phục, đề xuất 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 PHỤ LỤC 122 -4- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Nhà số 47/2, Khu phố 3, Phường 2, Tp Tân An - bị nghiêng ảnh hưởng thi cơng hố móng cừ tràm cơng trình lân cận (Năm 2009) 11 Hình Nhà số 412/25, Phường 4, Tp Tân An - bị vỡ tốc ảnh hưởng thi cơng cơng trình nhà lân cận (Năm 2011) 11 Hình 1.1 Ảnh hưởng cơng trình xây chen thị thi cơng hố đào 14 Hình 1.2 Mặt nhà làm việc tầng Viện nghiên cứu Điện tử - Tin học 22 Hình 1.3 Cấu tạo chỗ tiếp giáp nhà A gạch với nhà lớn B cao tầng 23 Hình 1.4 Hư hỏng nhà cũ xây nhà 25 Hình 1.5 Mặt khách sạn Sportivnaia .29 Hình 1.6 Vị trí hố đào gần cơng trình sử dụng .30 Hình 2.1 Bản đồ hành thành phố Tân An .32 Hình 2.2 Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Long An .36 Hình 2.3 Bản đồ địa chất trầm tích tỉnh Long An 37 Hình 2.4 Mặt cắt ĐCTV từ thành phố Tân An qua Bình Chánh đến Vĩnh Cữu 39 Hình 2.5 Nhà số 165/40, đường Huỳnh Văn Đảnh, P.3, Tp.Tân An thi công gây sập nhà bên cạnh (Năm 2005) 45 Hình 2.6 Nhà số 93, đường Nguyễn Thanh Cần, P.3, Tp.Tân An thi công gây sập nhà bên cạnh (Năm 2011) 46 Hình 2.7 Nhà số 247, quốc lộ 62, P.6, Tp.Tân An bị nghiêng (Năm 2013) 47 Hình 2.8 Hai ngơi nhà khu nhà liên kế khu dân cư P.3, Tp.Tân An bị nghiêng, lún phía hố móng cơng trình thi cơng dở dang với sắt chằng chống 48 Hình 2.9 Căn nhà số 74/12 72/12, P.4, Tp Tân An - bị lún nghiêng 49 Hình 3.1 Các giải pháp ổn định hố móng 53 Hình 3.2 Ba loại áp lực đất .55 Hình 3.3 Quan hệ áp lực đất với chuyển vị tường 56 Hình 3.4 Áp lực chủ động Rankine 58 Hình 3.5 Tính áp lực chủ động đất nhiều lớp 60 -5- Hình 3.6 Tính áp lực đất chủ động đất lấp có siêu tải 60 Hình 3.7 Áp lực đất bị động Rankine 61 Hình 3.8 Tính riêng áp lực đất áp lực nước .62 Hình 3.9 Tường cừ ngàm đóng vào đất 64 Hình 3.10 Tường cừ ngàm đóng vào đất cát 65 Hình 3.11 Tường cừ ngàm đóng vào đất sét 68 Hình 3.12 Biến đổi biến dạng moment cho tường cừ neo 70 Hình 3.13 Tường cừ neo đất cát .70 Hình 3.14 Tường cừ neo đất sét .72 Hình 3.15 Phương pháp chống đỡ đất cố định cho cừ xuyên vào lớp đất cát 73 Hình 3.16 Sơ đồ tính tốn ổn định chống trượt, chống lật .75 Hình 3.17 Sơ đồ kiểm tra tính ổn định tổng thể tường 76 Hình 3.18 Sơ đồ để tính chống thấm 79 Hình 3.19 Đường cong tính tốn chống thấm 80 Hình 3.20 Biến đổi độ lún mặt đất theo khoảng cách tới thành hố móng (theo Peck, 1969) 82 Hình 3.21 Quan hệ chuyển dịch ngang chuyển dịch thẳng đứng với hệ số biến dạng (theo O’Rourke, 1976) 83 Hình 3.22 Các phương pháp thi cơng tầng hầm từ lên 88 Hình 3.23 Các giai đoạn thi công tường đất theo phương pháp từ lên 89 Hình 3.24 Gia cố trước thi công hố đào 90 Hình 3.25 Các giai đoạn thi công Top-down 92 Hình 3.26 Hệ thống nước mặt cho hố móng 93 Hình 3.27 Hạ mực nước ngầm giếng lọc 94 Hình 3.28 Sơ đồ bố trí hệ thống giếng kim lọc 95 Hình 3.29 Sơ họa biện pháp thi công bơm hút chân không với hệ thống giếng kim lọc .96 Hình 3.30 Dùng điện thấm hạ mực nước ngầm .97 Hình 3.31 Sơ đồ quan trắc hố móng thi cơng 100 -6- Hình 4.1 Mặt cắt địa chất khu vực phường 2, thành phố Tân An, tỉnh Long An 103 Hình 4.2 Mặt cắt địa chất khu vực phường 6, thành phố Tân An, tỉnh Long An 104 Hình 4.3 Mặt cắt địa chất khu vực phường Tân Khánh, thành phố Tân An, tỉnh Long An 105 Hình 4.5 Mơ hình tính tốn thi cơng đào hố móng 109 Hình 4.6 Cừ larssen loại SP-IV 114 Hình PL1.1 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án 122 Hình PL1.2 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 122 Hình PL1.3 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .123 Hình PL1.4 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 123 Hình PL1.5 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 124 Hình PL1.6 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án 124 Hình PL1.7 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 125 Hình PL1.8 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .125 Hình PL1.9 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 126 Hình PL1.10 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 126 Hình PL1.11 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án .127 Hình PL1.12 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 127 Hình PL1.13 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .128 Hình PL1.14 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 128 Hình PL1.15 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 129 Hình PL1.16 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án .129 Hình PL1.17 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 130 Hình PL1.18 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .130 Hình PL1.19 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 131 Hình PL1.20 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 131 Hình PL2.1 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án 132 Hình PL2.2 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 132 Hình PL2.3 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .133 -7- Hình PL2.4 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 133 Hình PL2.5 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 134 Hình PL2.6 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án 134 Hình PL2.7 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 135 Hình PL2.8 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .135 Hình PL2.9 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 136 Hình PL2.10 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 136 Hình PL2.11 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án .137 Hình PL2.12 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 137 Hình PL2.13 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .138 Hình PL2.14 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 138 Hình PL2.15 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 139 Hình PL2.16 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án .139 Hình PL2.17 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 140 Hình PL2.18 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .140 Hình PL2.19 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 141 Hình PL2.20 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 141 Hình PL3.1 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án 142 Hình PL3.2 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 142 Hình PL3.3 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .143 Hình PL3.4 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 143 Hình PL3.5 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 144 Hình PL3.6 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án 144 Hình PL3.7 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 145 Hình PL3.8 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .145 Hình PL3.9 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 146 Hình PL3.10 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 146 Hình PL3.11 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án 147 Hình PL3.12 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 147 -8- Hình PL3.13 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .148 Hình PL3.14 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 148 Hình PL3.15 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 149 Hình PL3.16 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án .149 Hình PL3.17 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án 150 Hình PL3.18 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án .150 Hình PL3.19 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án 151 Hình PL3.20 Ứng suất đất trường hợp theo phương án 151 -9- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số hư hỏng thi công công trình liền kề [9] 18 Bảng 2.1 Thống kê địa tầng số vùng đặc trưng khu vực thành phố Tân An – Long An 41 Bảng 2.2 Một số cố cơng trình địa bàn thành phố Tân An [2] 43 Bảng 3.1 Trị tham khảo hệ số áp lực đất tĩnh K0 57 Bảng 3.2 Hệ số áp lực tĩnh K0 đất - Theo H.F Winterkorn, H.Y.Fang Sổ tay kĩ thuật móng, 1975 57 Bảng 3.3 Hệ số áp lực tĩnh đất nén chặt .57 Bảng 3.4 Hệ số áp lực đất chủ động Ka cho đất khơng dính .59 Bảng 3.5 Hệ số áp lực đất bị động Kp cho đất không dính 61 Bảng 3.6 Giá trị hệ số f1 f2 85 Bảng 3.7 Lựa chọn hạng mục quan trắc hố đào (Theo JGJ120-99) [8] 101 Bảng 3.8 Cấp an toàn hố đào (Theo JGJ120-99) [8] .101 Bảng 4.1 Bảng kết tính tốn với phương án cọc khoan nhồi, D=300 .115 Bảng 4.2 Bảng kết tính toán với phương án cọc xi măng - đất, D=500 115 Bảng 4.3 Bảng kết tính tốn với phương án cừ larssen, loại SP-IV 116 Bảng 4.4 Bảng kết chuyển vị ngang cho phương án tính tốn 116 Bảng 4.5 Bảng kết chuyển vị đứng vùng cơng trình lân cận cho phương án tính tốn 117 Bảng 4.6 Bảng kết ứng suất cắt đất cho phương án tính tốn 118 - 10 - PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Long An tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam nước, vành đai giãn nở cơng nghiệp thị, Long An có nhiều hội thu hút đầu tư phát triển Kinh tế - Xã hội: + Về vị trí: Phía Bắc giáp tỉnh Tây Ninh tỉnh Svây Riêng Vương quốc Campuchia chiều dài biên giới 137,5km, phía Nam giáp tỉnh Tiền Giang, phía Tây giáp tỉnh Đồng Tháp, phía Đơng giáp thành phố Hồ Chí Minh cửa ngõ chuyển tiếp từ vùng đồng sông Cửu Long vào thành phố Hồ Chí Minh – Trung tâm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam + Về diện tích: 4.491km2 + Về dân số: Theo kết điều tra dân số 01/04/2010 tỉnh Long An, dân số sống đô thị địa bàn tỉnh Long An 460.000 người (chiếm 30% dân số toàn tỉnh) dự tính đến năm 2020 756.000 người (chiếm 44,5% dân số toàn tỉnh), kéo theo nhu cầu nhà khu đô thị ngày tăng Bên cạnh đó, nhiều danh mục sở vật chất, hạ tầng khu đô thị lớn tỉnh trọng đầu tư nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển vốn có Thành phố Tân An, xem điểm nhấn Trung tâm tỉnh Long An; mật độ dân cư, mật độ xây dựng kết cấu hạ tầng dày đặc tỉnh Do đó, việc triển khai quy hoạch xây dựng bổ sung cơng trình dân dụng, cơng nghiệp, cơng trình ngầm, giao thơng xen lẫn với cơng trình hữu điều khơng thể tránh khỏi Việc đưa phương án thiết kế thi công cho cơng trình điều kiện xây chen để khơng ảnh hưởng đến cơng trình lân cận vấn đề cần phải nghiên cứu cách nghiêm túc Xét điều kiện địa tầng, địa chất lớp đất địa bàn thành phố Tân An, tỉnh Long An thường gặp đất yếu, bùn sét phân bố diện rộng, nên phần gây ảnh hưởng đến q trình xây dựng cơng trình Thời gian gần đây, địa bàn thành phố Tân An trình đào đất - 138 - Hình PL2.13 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án Hình PL2.14 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án - 139 - Hình PL2.15 Ứng suất đất trường hợp theo phương án Hình PL2.16 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án - 140 - Hình PL2.17 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án Hình PL2.18 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án - 141 - Hình PL2.19 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án Hình PL2.20 Ứng suất đất trường hợp theo phương án - 142 - PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ TÍNH TỐN KHI DÙNG PHƯƠNG ÁN Hình PL3.1 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án Hình PL3.2 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án - 143 - Hình PL3.3 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án Hình PL3.4 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án - 144 - Hình PL3.5 Ứng suất đất trường hợp theo phương án Hình PL3.6 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án - 145 - Hình PL3.7 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án Hình PL3.8 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án - 146 - Hình PL3.9 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án Hình PL3.10 Ứng suất đất trường hợp theo phương án - 147 - Hình PL3.11 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án Hình PL3.12 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án - 148 - Hình PL3.13 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án Hình PL3.14 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án - 149 - Hình PL3.15 Ứng suất đất trường hợp theo phương án Hình PL3.16 Chuyển vị tổng thể trường hợp theo phương án - 150 - Hình PL3.17 Chuyển vị ngang trường hợp theo phương án Hình PL3.18 Chuyển vị đứng trường hợp theo phương án - 151 - Hình PL3.19 Ứng suất cắt đất trường hợp theo phương án Hình PL3.20 Ứng suất đất trường hợp theo phương án - 152 - PHỤ LỤC 4: TỔNG HỢP GIÁ TRỊ CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐẤT MỘT SỐ VỊ TRÍ CỦA KHU VỰC THÀNH PHỐ TÂN AN STT Khu vực phường Các tiêu Khu vực phường Khu vực phường Tân Khánh Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Thành 2-0,05mm 24,7 30,4 11,3 29,7 11,9 30 29 30 13 14 30 52 72 phần hạt 0,05-0,005mm 23,6 42,4 29,7 42,9 29,5 43,4 26 49 33 42 47 40 25 16 (%)