- Điện trở biểu kiến của cõc võch l ỗ khoan
4. Khi cao độ nước ngầm cao hơn cao độ đõy hố, nớn dựng cõc phương phõp hạ m ực nước ngầm
3.1.3. Chuyển vị của đất xung quanh hố đăo
Chuyển vị của nền đất trong nền vă xung quanh hố đăo sinh ra do việc thay đổi ứng suất trong đất do việc đăo đất gđy ra. Chuyển vị nền bao gồm hai chuyển vị: ngang (cựng chuyển vị của tường), đứng (chuyển vị của đất xung quanh tường cừ, chuyển vị của đõy hố đăo).
a. Chuyển vị ngang
Chuyển vị ngang phụ thuộc văo chuyển vị của tường (kiểu chuyển vị của tường phụ thuộc văo hệ thống thanh chống, tớnh chất của nền vă thực tế xđy dựng).
Độ cứng của hệ thanh chống phụ thuộc văo sức chống ngang của thanh chống hoặc neo, sức chống uốn của tường cừ, hệ chống đứng của hệ tường vă neo. Mỗi một hệ thống chống tổ hợp của nhiều thănh phần sẽ giải quyết định kiểu biến dạng vă chuyển vị của tường cừ.
Theo Burland vă Hancook 1977 thỡ 75% ữ 85%, tổng biến dạng ngang đạt được trong quõ trỡnh sử dụng hệ thống thanh chống khi dựng giải phõp tường trong đất. Theo Day (1994) 50% tổng biến dạng ngang đạt được trong quõ trỡnh dựng cọc cừ, võn cừ vă neo. Chuyển vị ngang sau khi lắp dựng hệ thống chống thỡ phụ thuộc văo độ cứng của toăn hệ vă tải trọng tõc dụng văo nền. Trong quõ trỡnh lắp dựng hệ thống chống theo từng giai đoạn đăo thỡ chuyển vị của hệ thống phụ thuộc văo độ cứng của nền. Theo Clough vă O’ Rourke 1990, độ chuyển vị ngang lớn nhất của tường trong đất sĩt cứng, cõt cú thể đạt 0,2% đến 0,5% độ sđu hố đăo.
b. Lỳn của nền đất xung quanh tường cừ
Xõc định độ lỳn của nền đất xung quanh tường cừ rất quan trọng vỡ nú ảnh hưởng đến sự an toăn cõc cụng trỡnh lđn cận. Độ lỳn của nền thường phõt sinh trong quõ trỡnh thi cụng.
- Độ lỳn của nền gđy ra do chuyển vị ngang của tường trong quõ trỡnh đăo. Trong quõ trỡnh đăo đất do việc tăng õp lực ngang của đất gđy ra chuyển vị của tường từ đú gđy ra độ lỳn của nền xung quanh. Độ lớn của độ lỳn phụ thuộc văo độ cứng vă kiểu thanh chống, vị trớ trớ thanh chống vă độ cứng của tường.
Clough vă O’Rourke 1990 xõc định độ chuyển vị ngang của tường gần bằng 0,2% độ sđu đăo thỡ độ lỳn của nền lă 0,15% độ sđu đăo. Trong trường hợp tường trong đất hay tường bằng cọc nhồi thỡ độ lỳn lớn nhất bằng 75% độ
giữa độ lỳn lớn nhất vă chuyển vị ngang lớn nhất dao động từ 0.25 - 4 phụ thuộc văo cấu tạo vă quõ trỡnh xđy dựng tường cừ vă đăo.
- Độ lỳn gđy ra trong quõ trỡnh thi cụng tường: Độ lỳn cú thể xuất hiện do quõ trỡnh đúng cọc cừ, ĩp cọc cừ, rung – ĩp cọc cừ vă quõ trỡnh khoan tường trong đất. Fujta 1994 cho rằng 50% tổng độ lỳn gđy ra trong quõ trỡnh đúng vă nhổ cọc cừ Larsen. Trong quõ trỡnh thi cụng tường trong đất, cọc nhồi, độ lỳn cú thể gđy ra do quõ trỡnh khoan, sự chống đỡ khụng tốt của bentonite gđy ra sập thănh hố khoan lăm giảm ứng suất ngang của đất (Gumn vă Clayton 1992) . Trong quõ trỡnh dao động, mỳc đất cựng gđy ra lỳn nền. Burland vă Hancook 1977 cho rằng chuyển vị ngang vă đứng trong quõ trỡnh thi cụng tường trong đất, khoan cọc nhồi chiếm xấp xỉ 50% tổng chuyển vị trong đất sĩt London. Lehar 1993 thấy rằng 60% tổng độ lỳn gđy ra trong quõ trỡnh thi cụng tường trong đất ở đất sĩt yếu. Clough vă O’Rourke 1990 thấy rằng trong quõ trỡnh thi cụng tường trong đất gđy ra độ lỳn từ 5 – 15mm. Wong 1998 thấy rằng độ lỳn 23.5mm vă chuyển vị ngang 45mm của nền gđy ra trong quõ trỡnh thi cụng một giếng sđu 55.5m trong đất yếu.
- Độ lỳn gđy ra trong quõ trỡnh thi cụng neo. Trong quõ trỡnh thi cụng neo cũng gđy ra độ lỳn. Độ lỳn năy phụ thuộc văo phương phõp khoan, vật liệu chống đỡ tạm thời, cấu tạo neo. Theo Kemplert vă Gebreselassie (1999) thỡ 70% tổng độ lỳn sinh ra trong quõ trỡnh xđy dựng neo trong đất sĩt yếu.
- Độ lỳn gđy ra do hạ mực nước ngầm: Schweiger vă Bremann (1994) thấy rằng 75% độ lỳn của nền xảy ra do hạ mực nước ngầm trong quõ trỡnh thi cụng cụng trỡnh, dựng tường trong đất ở đất sĩt yếu.
Như vậy độ lỳn của nền xung quanh hố đăo gđy ra bởi nhiều nguyớn nhđn. Dự bõo độ lỳn năy cần sử dụng phương phõp số cựng mụ hỡnh nền (FEM). Tuy nhiớn việc xõc định sự ảnh hưởng do dao động, do hệ thống chống khụng phự hợp, cõc tải trọng do giao thụng v.v... cạnh hố đăo rất khú xõc định.
Cũng cú thể sử dụng cõc phương phõp thực nghiệm để xõc định độ lỳn (Peck 1969). Cú một số tõc giả thấy rằng độ lỳn lớn nhất nhỏ hơn 1% độ sđu hố đăo đối với cõt, sĩt mềm đến cứng, lớn hơn 2% độ sđu hố đăo đối với sĩt dẻo chảy đến dẻo mềm. Clough vă O’Rourke 1990 chứng minh tỷ lệ độ lỳn vă độ sđu hố đăo lă 0.15% - 0,2% với đất sĩt mềm đến nửa cứng, trong khi đú Dusan vă Bentler 1998 thấy rằng tỷ lệ năy dao động 0.4% - 1.3%.
Dự bõo độ lỳn đất nền sau tường lă rất quan trọng vỡ nú cú ảnh hưởng trực tiếp đến an toăn của cụng trỡnh lđn cận. Độ lỳn đất nền sau tường được tạo ra do: tường bị chuyển vị trong quõ trỡnh đăo, thi cụng lắp đặt tường chắn, lắp đặt neo tường vă hạ mực nước dưới đất. Sử dụng phương phõp phần tử hữu hạn với phần mềm Plaxis, đầu văo lă những thụng số đất nền vă mụ hỡnh hoõ chi tiết kỹ thuật thi cụng cựng sự phự hợp cú thể dự bõo hợp lý chuyển vị đất nền.
Cú thể tham khảo kết quả phđn tớch số liệu chuyển vị ngang của tường chắn vă lỳn bề mặt đất do thi cụng hố đăo sđu trong đất yếu (Cu ≤ 75 – 100 kN/m2) cho 530 trường hợp sử dụng trớn thế giới theo phương phõp kinh nghiệm được tổng kết như sau:
+ Chuyển vị ngang lớn nhất của tường uh
max thường nằm trong khoảng 0,5% H – 1,0 % H (H lă chiều sđu đăo), trung bỡnh lă 0,87H . Chuyển vị ngang lớn nhất của tường thường được đo ở độ sđu z = 0,5 H – 1,0 H dưới mặt đất.
+ Độ lỳn lớn nhất ở mặt đất sau tường chắn uv
max thường nằm trong khoảng 0,1 % H – 10 % H, trung bỡnh lă 1,1 % H. Độ lỳn lớn nhất thường xảy ra ở khoảng cõch x ≤ 0,5 H sau tường chắn, nhưng cú trường hợp trong đất yếu khoảng cõch x đến 2,0 H. Tỷ số uv
max
/ uhmax thay đổi trong khoảng 0,5 – 1,0.
+ Điều kiện đất nền vă độ sđu đăo lă những thụng số ảnh hưởng quan trọng nhất. + Chưa chứng minh được ảnh hưởng của cõc kiểu hệ chống đỡ (neo, vỉ chống, phương phõp top- down) đến chuyển vị của đất nền, tuy nhiớn như trụng đợi, hệ top – dow cú xu thế cho thấy chuyển vị nhỏ nhất.
+ Tường chắn vă chuyển vị đất nền dường như khụng phụ thuộc nhiều văo độ cứng của tường, từ đú cho thấy nếu tường đủ cứng, chuyển dịch của đất nền bị chi phối bởi cõc yếu tố liớn quan khõc vă nếu gia tăng thớm độ cứng của tường, kết quả lă khụng phải lăm giảm thớm chuyển dịch của tường.
c) Đẩy trồi đõy hố đăo: Sự đẩy trồi đõy cõc hố đăo lă hiện tượng đõy hố đăo bị nđng lớn cao hơn cao độ đờ đăo sau khi hố đăo đờ hoăn tất đạt đến độ sđu thiết kế. Đđy lă hiện tượng luụn xảy ra khi thi cụng đăo cõc hố đăo, đặc biệt lă cõc hố đăo sđu vă trực tiếp lăm tăng độ lỳn của cụng trỡnh xđy dựng. Theo kết quả quan trắc tại một số cụng trỡnh, đõy hố đăo cú thể trồi lớn đến hăng chục cm. Vớ dụ kết quả quan trắc thực hiện tại thủ đụ Mexico, trong đú độ trồi đăn hồi δE
thay đổi của trạng thõi ứng suất - biến dạng trong đất vă sự thay đổi của độ ẩm của đất.
Quõ trỡnh thi cụng hố đăo dẫn đến thay đổi trạng thõi ứng suất vă biến dạng trong đất nền, trong đú mức độ thay đổi phụ thuộc văo khối lượng đất được đăo đi vă kớch thước của hố múng. Việc xđy dựng cụng trỡnh bắt đầu bằng quõ trỡnh dỡ tải vă sau đú gia tải trở lại khi xđy dựng cụng trỡnh. Độ trồi phõt sinh do dỡ tải khi đăo đất phụ thuộc văo biến dạng đăn hồi của đấtδE. Một thănh phần khõc của độ trồi lă do biến dạng dẻo δPcủa đất nền phõt sinh khi xảy ra hiện tượng trượt của đất nền quanh hố đăo. Khi mặt trượt xuất hiện, đất nền xung quanh cú xu hướng chuyển dịch văo bớn trong hố lăm trồi đõy hố. Thănh phần chuyển vị năy cú thể được loại trừ nếu õp dụng biện phõp chống đỡ thănh hố đăo thớch hợp hoặc khống chế độ sđu đăo nhỏ hơn độ sđu giới hạn. Bớn cạnh độ trồi do thay đổi của trạng thõi ứng suất - biến dạng, nếu việc thi cụng kĩo dăi vă hố đăo ngập nứơc thỡ đất ở bề mặt đõy hố đăo bị thay đổi độ ẩm. Khi cõc hạt sĩt trong đất hấp thụ nứơc thỡ thể tớch đất tăng lớn gđy ra độ trồi do trương nở δS. Độ trồi δS cú thể được loại trừ bằng cõch thi cụng nhanh vă trõnh khụng để đọng nước ở đõy hố múng. Trong một số trường hợp độ trồi cũng cú thể phõt sinh trong quõ trỡnh thi cụng cọc. Nếu việc đúng hay ĩp cọc được thực hiện sau khi đăo hố múng thỡ độ trồi của đất δD do thi cụng cọc cũng cú ảnh hưởng đõng kể đối với sự lăm việc của cọc cũng như độ lỳn của cụng trỡnh. Vỡ độ trồi của đõy hố đăo cú quan hệ trực tiếp đến độ lỳn của cụng trỡnh, việc dự bõo độ trồi lă một bước quan trọng cần phải thực hiện khi thiết kế múng nổi.