CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
2.6. Những nghiên cứu về ảnh hưởng của lực kích
Trong nước và trên thế giới cũng có một vài tác nghiên cứu về kích gia tải trước trong hệ chống, hệ neo trong hố đào sâu.
Tình hình trong nước:
Tác giả Phùng Đức Long (2011), có bài báo nghiên cứu: Thiết kế tường chắn nhiều lớp neo trong thi công hố đào sâu (Design of multi-anchored walls for deep excavations).
Bài báo được tóm tắt như sau: Hệ neo, hệ chống nhiều lớp dùng để chống đỡ tường chắn trong thi công hố đào sâu được sử dụng rộng rải trong thi công công trình ngầm.
Việc thiết kế hệ chống, neo nhiều lớp cho hố đào là một trong những thách thức đối với các kỹ sư địa kỹ thuật. Đó là những vấn đề phức tạp về đất và kết cấu chắn giữ. Hiện tại, so với các phương pháp khác, hệ neo ứng suất trước phức tạp hơn. Phương pháp cổ điển trong nhiều trường hợp không thể cung cấp một công cụ thỏa mãn việc thiết kế hệ hệ nhiều lớp chống cho tường. Bài báo này, kết quả phân tích từ PTHH của hệ tường cừ thép cho hố đào từ đó thảo luận và so sánh với phương pháp cổ điển. Sử dụng PTHH Plaxis, có thể thiết kế hệ chống nhiều lớp cho tương chắn hố đào một cách tối ưu.
+ Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu lực kích trước trong hệ nhiều tầng neo (anchored) cừ thép cho một công trình ở Stockhom.
Hình 2. 4. Hình ảnh đối tượng nghiên cứu, công trình South Link, Sl 10, Stockhom Phùng Đức Long (2011)
+ Một số hình ảnh về kết quả nghiên cứu:
(a) Biểu đồ áp lực đất lên tường chắn các trường hợp kích và theo lý thuyết
(b) Mối quan hệ giữa % lực gia tải trước với lực trong hệ neo và mômen tường vây
(c) Mối quan hệ giữa % lực gia tải trước với lực cắt, chuyển vị ngang tường vây Hình 2. 5. Hình ảnh kết quả nghiên cứu của tác giả Phùng Đức Long (2011)
+ Kết luận của bài báo: Mối tương quan độ cứng của đất và tường chắn được phân tích bằng cách sử dụng các mô hình đất thực tế và được thực hiện bằng phương pháp PTHH.
Những lợi ích chính có thể kể đến: khả năng mô hình được ứng suất và biến dạng của đất và tường chắn phù hợp với trình tự thi công thực tế. Gia tải trước trong hệ neo có thể được mô hình một cách rất thực tế. Với sự hổ trợ của phương pháp PTHH một vài kết luận có thể được rút ra bên dưới:
Tường cừ thép với hệ neo được gia tải trước, lý thuyết Rankine về áp lực đất chủ động và bị động không còn đúng nữa.
Từ việc nghiên cứu các tham số đơn giản, có thể thấy rằng cho dù có chọn giá trị gia tải trước ở giai đoạn bắt đầu như thế nào, thì ở giai đoạn đào đất cuối cùng với cùng cao độ đào, tải trong hệ neo gia tải trước sẽ đạt được giá trị gần bằng nhau. Chọn lựa những giá trị gia tải trước đúng đắn có thể làm giảm đáng kể chuyển vị tường, nền đất, mômen uốn, cũng như lực cắt trong tường.
Trên thế giới:
Yang. Ku-Seung và Oh. Sung-Nam (2000), có bài báo nghiên cứu: Mối liên hệ giữa hệ chống gia tải trước và áp lực đất lên kết cấu chắn giữ (Correlation between Strut Preloading and Earth Retaining Structures in Deep Excavations).
Bài báo được tóm tắt như sau: Việc sử dụng biện pháp gia tải trước trong hệ chống biện pháp đào đất ở Hàn Quốc ngày càng gia tăng. Và nó thì cần thiết để phân tích ảnh hưởng của việc gia tải trước đến chuyển vị, mômen tường chắn và lực dọc của hệ chống,...Trong nghiên cứu này, bằng cách sử dụng phương pháp phân tích dầm trên nền đàn hồi, từ việc so sánh dữ liệu đo và kết quả tính toán hai công trường và nghiên cứu tham số tương quan giữa việc gia tải trước trong hệ chống và áp lực đất tường chắn trong đất cát. Kết quả, khoảng 50%-75% tải thiết kế hệ chống xem là lực kích trước có ảnh hưởng đến chuyển vị và áp lực đất lên tường chắn. Tối thiểu 25% giá trị độ cứng hữu hiệu hệ chống ảnh hưởng đến việc ngăn chặn sự gia tăng chuyển vị và mômen tường chắn. Một trong những phương pháp để ngăn chặn sự dịch chuyển quá lớn trong việc đào đất-giằng chống, việc gia tải trước trong các thanh chống được xem là cách hiệu quả hơn so với việc tăng độ cứng của thanh chống trong hệ giằng tường, việc gia tải trong hệ chống có thể tránh được nếu lực dọc của thanh chống quá lớn.
+ Một số hình ảnh về kết quả nghiên cứu của Yang. Ku-Seung và Oh. Sung-Nam:
(a) Mối quan hệ giữa chuyển vị ngang với phần trăm gia tải trước
(b) Mối quan hệ giữa mômen uốn, lực trong cây chống với phần trăm gia tải trước
(c) Mối quan hệ giữa chuyển vị ngang, mômen tường và lực dọc trong thanh chống với độ cứng của tường
(d) Mối quan hệ giữa chuyển vị ngang, mômen tường và lực cây chống với độ cứng có hiệu của cây chống
Hình 2. 6. Một số hình ảnh kết quả nghiên cứu Yang. Ku-Seung và Oh. Sung-Nam (2000)