BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHẠM NGỌC HUỆ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỐ ĐÀO SÂU ĐẾN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH LÂN CẬN Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 60 - 58 - 02 - 04 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: GS.TS TRỊNH MINH THỤ HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân học viên Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định Tác giả luận văn Phạm Ngọc Huệ 2 i LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành được luận văn thạc sĩ, bên cạnh sự nổ lực của bản thân tác giả còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cô, cũng như sự động viên của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian thực hiện luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy GS.TS Trịnh Minh Thụ, PGS.TS Hoàng Việt Hùng người đã tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt thời gian thực hiện luận văn này Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể Quý thầy cô, đặc biệt là Quý thầy cô trong Bộ môn Địa Cơ - Nền Móng đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu, cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn trong suốt thời gian vừa qua Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những người đã không ngừng động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian tác giả thực hiện luận văn Xin bày tỏ lòng biết ơn đến bạn bè, những người đã động viên tác giả trong thời gian vừa qua 3 i MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU xi MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU 4 1.1 Tổng quan về hố đào sâu 4 1.2 Giới thiệu một số công trình hố đào sâu 6 1.2.1 Trên thế giới [2] 6 1.2.2 Ở Việt Nam 6 1.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị của đất quanh hố đào sâu [2,5,6] 10 1.3.1 Kích thước hố đào .11 1.3.2 Tình trạng nước ngầm 11 1.3.3 Biện pháp thi công .11 1.3.4 Các hệ số an toàn ổn định 11 1.3.5 Tác động của sự thay đổi ứng suất trong đất nền 12 1.3.6 Ứng suất ngang ban đầu trong đất .12 1.3.7 Độ cứng tường .12 1.3.8 Độ cứng thanh chống 12 1.3.9 Khoảng cách chống .13 1.3.10 Gia tải chống 13 1.4 Giới thiệu về công trình được tiếp cận trong đề tài [7] 14 1.5 Một số nghiên cứu về hố đào sâu 17 1.6 Kết luận 17 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA HỐ ĐÀO SÂU .18 2.1 Lý thuyết tính toán áp lực đất lên kết cấu chắn giữ của hố đào sâu (Tường liên tục) .18 2.1.1 Phân loại áp lực ngang của đất [10] 18 2.1.2 Lý thuyết Morh – Rankine [10] 19 2.1.3 Lý thuyết 22 Coulomb [2] 2.1.4 Lý thuyết cân bằng giới hạn điểm [10] .24 3 3 2.1.5 Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường đến áp lực đất [2] 26 2.2 Phương pháp tính toán áp lực nước lên kết cấu chắn giữ của hố đào sâu (tường liên tục)[2] .28 2.2.1 Phương pháp tính riêng áp lực nước và đất .28 2.2.2 Phương pháp tính chung áp lực nước và đất .29 2.3 Phương pháp tính toán kết cấu chắn giữ của hố đào sâu (Tường liên tục) [2] 30 2.3.1 Phương pháp Sachipana 30 2.3.2 Phương pháp đàn hồi 33 2.3.3 Phương pháp phần tử hữu hạn 36 2.4 Phương pháp kiểm tra ổn định của hố đào sâu [2,10,11] .36 2.4.1 Kiểm tra ổn định chống trồi của hố đào 36 2.4.2 Kiểm tra ổn định chống chảy thấm của hố đào 46 2.5 Phương pháp dự tính tính dịch chuyển của đất hay công trình gần hố đào [2,8,12,13] .47 2.5.1 Phương pháp kinh nghiệm 47 2.5.2 Phương pháp bán kinh nghiệm 49 2.5.3 Các phương pháp số 54 2.6 Kết luận: 55 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA HỐ ĐÀO SÂU ĐẾN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH LÂN CẬN 56 3.1 Đặt vấn đề .56 3.2 Phương pháp tính toán 56 3.3 Mô tả đặc điểm và địa chất của công trình tiếp cận [7] 57 3.3.1 Các đặc điểm cơ bản của công trình 57 3.3.2 Địa chất công trình 58 3.4 Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu bằng phần mềm Plaxis 8.6 60 3.4.1 Trình tự các bước thi công và mô hình hóa bài toán 60 3.4.2 Các thông số dùng trong mô hình tính toán 62 3.4.3 Phân tích biến dạng và nội lực của hố đào theo từng giai đoạn thi công 65 3.5 Phạm vi ảnh hưởng do thi công hố đào gây ra .83 3.6 Phân tích ảnh hưởng của quá trình thi công hố đào sâu đến công trình lân cận có móng là móng nông .87 4 4 3.6.1 Kết quả tính toán 89 3.6.2 Phân tích kết quả tính toán .90 3.7 Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu tường cắm vào đất đến chuyển vị của tường chắn và chuyển vị của đất nền xung quanh hố đào 91 3.7.1 Kết quả tính toán 91 3.7.2 Phân tích kết quả tính toán 98 3.8 Kết luận .100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .101 1 Kết luận 101 2 Kiến nghị 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 5 5 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Phối cảnh công trình Cao ốc văn phòng Nguyễn Lâm 6 Hình 1.2 Mặt bằng hệ giằng lớp 1 7 Hình 1.3 Mặt bằng thi công tầng hầm 2 7 Hình 1.4 Công tác đào đất và tiến hành lắp đặt tầng chống thứ 2 .8 Hình 1.5 Phối cảnh công trình Tòa nhà The Centec Tower 8 Hình 1.6 Tầng chống thứ nhất tường tầng hầm 9 Hình 1.7 Tầng chống thứ hai, ba của tường tầng hầm .9 Hình 1.8 Lắp đặt tầng chống thứ nhất 10 Hình 1.9 Đào đất đến cao độ sàn hầm 1 10 Hình 1.10 Quan hệ giữa chuyển vị lớn nhất của tường, độ cứng của hệ thống chống và hệ số an toàn chống đẩy trồi 11 Hình 1.11 Chuyển vị hông của tường và sụt lún mặt đất của hố đào TNEC: (a) chuyển vị hông của tường và (b) sụt lún mặt đất .13 Hình 1.12 Quan hệ giữa áp lực đất, lực chống, và phản lực của đất 14 Hình 1.13 Phối cảnh công trình 14 Hình 1.14 Mặt bằng tường vây và cọc .15 Hình 1.15 Mặt cắt cột thép hình .16 Hình 1.16 Sàn tầng hầm thứ nhất .16 Hình 1.17 Đào đất thi công tầng hầm thứ hai 16 Hình 1.18 Vận chuyển đất ra khỏi hố đào 17 Hình 2.1 Sự thay đổi áp lực ngang của đất theo độ dịch chuyểncủa vật chắn[14] 19 Hình 2.2 Điều kiện phát sinh áp lực chủ động và bị động của đất 19 Hình 2.3 Áp lực chủ động của đất trong hệ toạ độ (, ) 20 Hình 2.4 Biểu đồ tính áp lực chủ động 21 Hình 2.5 Biểu đồ tính áp lực bị động .22 Hình 2.6 Sơ đồ tính toán áp lực đất chủ động Coulomb 23 Hình 2.7 Biểu đồ áp lực đất khi tường không dịch chuyển .26 Hình 2.8 Biểu đồ áp lực đất khi đỉnh tường cố định, chân tườngdịch chuyển 26 Hình 2.9 Biểu đồ áp lực đất khi tường không dịch chuyển .27 6 6 Hình 2.10 Biểu đồ áp lực đất khi tường nghiêng ra phía ngoài, quay theo trung tâm của đoạn dưới tường 27 Hình 2.11 Biểu đồ tính toán áp lực đất và áp lực nước lên tường .28 Hình 2.12 Sơ đồ tính toán chính xác theo phương pháp Sachipana 31 Hình 2.13 Sơ đồ tính gần đúng theo phương pháp Sachipana 32 Hình 2.14 Sơ đồ tính toán theo phương pháp đàn hồi Nhật Bản .33 Hình 2.15 Sơ đồ tính toán theo phương pháp đàn hồi sau khi sửa đổi 33 Hình 2.16 Sơ đồ tính chống trồi đáy hố đào theo phương pháp Tarzeghi – Peck .37 Hình 2.17 Sơ đồ tính chống trồi đáy hố đào theo phương pháp Tarzeghi cải tiến 38 Hình 2.18 Sơ đồ tính toán chống trồi mặt đáy hố đào theo Caquot - Kerisel 39 Hình 2.19 Biểu đồ xác định hệ số N h 40 Hình 2.20 Biểu đồ xác định hệ số t .40 Hình 2.21 Biểu đồ xác định hệ số d .40 Hình 2.22 Biểu đồ xác định hệ số w 41 Hình 2.23 Vị trí tâm mặt trượt trong phương pháp cung trượt 42 Hình 2.24 Phân tích phá hoại đẩy trồi theo phương pháp cung trượt 42 Hình 2.25 Mối quan hệ giữa kích thước mặt phá hoại và hệ số an toàn chống đẩy trồi xác định bởi phương pháp khả năng chống chịu, phương pháp khả năng chống chịu 2 ngược, và phương pháp cung trượt (su = 25 kN/m ) 44 Hình 2.26 Mối quan hệ giữa kích thước mặt phá hoại và hệ số an toàn chống đẩy trồi xác định bởi phương pháp khả năng chống chịu, phương pháp khả năng chống chịu ngược, và phương pháp cung trượt (s u /𝜎�� v ’ = 0.3) 45 Hình 2.27 Hệ số an toàn tăng khi cung phá hoại vượt quá chiều rộng hố đào 45 Hình 2.28 Phân tích đẩy trồi trong đất yếu phân tầng 46 Hình 2.29 Biểu đồ thực nghiệm để dự tính độ lún của đất quanh hố đào (Peck, 1969)47 Hình 2.30 Tương quan kinh nghiệm giữa độ lún cựa đại của đất và chuyển dịch ngang cực đại của tường 48 Hình 2.31 Biểu đồ xác định độ lún của đất ở xung quanh tường .50 Hình 2.32 Sơ đồ xác định độ lún và chuyển vị ngang của móng ở gần hố đào .51 Hình 2.33 Biểu đồ chuyển vị ngang lớn nhất của tường theo độ sâu hố đào trong cát.53 Hình 2.34 Biểu đồ chuyển vị ngang lớn nhất của tường theo độ sâu hố đào trong đất á cát và á sét 53 7 7 Hình 2.35 Biểu đồ chuyển vị ngang lớn nhất của tường theo độ sâu hố đào trong đất sét 54 Hình 3.1 Mặt bằng tường vây 57 Hình 3.2 Mặt cắt ngang hố đào 58 Hình 3.3 Mặt cắt địa chất công trình 60 Hình 3.4 Mô hình mô phỏng trình tự các bước thi công hố đào 62 Hình 3.5 Hướng dịch chuyển của đất sau khi thi công xong hầm 1 65 Hình 3.6 Biểu đồ chuyển vị ngang của những điểm nằm trên mặt cắt A-A’ 65 Hình 3.7 Biểu đồ chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt cắt A-A’ 66 Hình 3.8 Biểu đồ chuyển vị đứng (a) và ngang (b) của những điểm trên mặt cắt B-B’ .66 Hình 3.9 Biểu đồ chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt cắt C-C’ 67 Hình 3.10 Biểu đồ chuyển vị ngang của những điểm nằm trên mặt cắt C-C’ 67 Hình 3.11 Biểu đồ chuyển vị ngang (a)và đứng (b) của tường 68 Hình 3.12 Biểu đồ lực cắt (a) và moment (b) của tường sau khi thi công sàn hầm 1 69 Hình 3.13 Hướng dịch chuyển của đất sau khi thi công xong hầm 2 69 Hình 3.14 Biểu đồ chuyển vị ngang của những điểm nằm trên mặt phẳng D-D’ .70 Hình 3.15 Biểu đồ chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt phẳng D-D’ 70 Hình 3.16 Biểu đồ chuyển vị đứng (a) và ngang (b)của những điểm trên mặt cắt E-E’ .71 Hình 3.17 Biểu đồ chuyển vị ngangcủa những điểm trên mặt cắt F-F 71 Hình 3.18 Biểu đồ chuyển vị đứng của những điểm trên mặt cắt F-F 71 Hình 3.19 Biểu đồ chuyển vị ngang (a) và đứng (b) của tường 72 Hình 3.20 Biểu đồ lực cắt (a) và moment (b) của tường sau khi thi công sàn hầm 2 73 Hình 3.21 Dòng thấm khi hạ mực nước ngầm 73 Hình 3.22 Hướng dịch chuyển của đất sau khi thi công xong hầm 3 74 Hình 3.23 Biểu đồ chuyển vị ngang của những điểm nằm trên mặt phẳng G-G’ .74 Hình 3.24 Biểu đồ chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt phẳng G-G’ .74 Hình 3.25 Biểu đồ chuyển vị đứng (a)và ngang (b) của những điểm trên mặt cắt H-H’ 75 Hình 3.26 Biểu đồ chuyển vị ngang (a) và đứng (b) của tường 76 Hình 3.27 Biểu đồ lực cắt (a) và moment (b) của tường sau khi thi công sàn hầm 2 76 8 8 Hình 3.28 Biểu đồ chuyển vị ngang tại vị trí đỉnh tường theo quá trình thi công 77 Hình 3.29 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường tại vị trí sàn hầm 1 theo quá trình thi công .77 Hình 3.30 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường tại vị trí sàn hầm 2 theo quá trình thi công .78 Hình 3.31 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường tại vị trí sàn hầm 3 theo quá trình thi công 78 Hình 3.32 Chuyển vị củatường sau khi thi công sàn tầng hầm 1 .79 Hình 3.33 Chuyển vị của tường sau khi thi công sàn tầng hầm 2 80 .80 Hình 3.34 Chuyển vị của tường sau khi thi công sàn tầng hầm 3 80 Hình 3.35 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường theo chiều sâu đào đất 80 Hình 3.36 Biểu đồ chuyển vị ngang của đỉnh tường theo chiều sâu đào đất 83 Hình 3.37 Vùng ảnh hưởng do hố đào gây ra 84 Hình 3.38 Biểu đồ quan hệ giữa bán kính ảnh hưởng và chuyển vị ngangcực đại của tường 86 Hình 3.39 Biểu đồ quan hệ giữa u xmax với tỉ số (z/L) 87 Hình 3.40 Sơ đồ phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến công trình lân cận có móng là móng nông 88 Hình 3.41 Mô hình phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến công trình lân cận có móng là móng nông 88 Hình 3.42 Chuyển vị của móng khi chưa thi công hố đào .89 Hình 3.43 Chuyển vị của móng sau khi thi công hố đào .89 Hình 3.44 Biểu đồ quan hệ giữa độ lún của móng do hố đào gây ra với tỉ số giữa chiều sâu đào đất và chiều sâu tường 90 Hình 3.45 Biểu đồ chuyển vị ngang (a); đứng (b) và tổng chuyển vị (c) của tường 91 Hình 3.46 Biểu đồ chuyển vị đứng của bề mặt đất bên ngoài hố đào 91 Hình 3.47 Biểu đồ chuyển vị ngang của bề mặt đất bên ngoài hố đào 92 Hình 3.48 Biểu đồ tổng chuyển vị của bề mặt đất bên ngoài hố đào .92 Hình 3.49 Biểu đồ chuyển vị ngang (a); đứng (b) và tổng chuyển vị (c) của tường 92 Hình 3.50 Biểu đồ chuyển vị đứng của bề mặt đất bên ngoài hố đào 93 Hình 3.51 Biểu đồ chuyển vị ngang của bề mặt đất bên ngoài hố đào 93 Hình 3.52 Biểu đồ tổng chuyển vị của bề mặt đất bên ngoài hố đào .93 9 9 1/3H chiều sâu đào (a) (b) Hình 3.12 Biểu đồ lực cắt (a) và moment (b) của tường sau khi thi công sàn hầm 1 (Q1max = 103,43 kN/m; M1 = 136,13 kNm/m) Giai đoạn 2: Thi công xong hầm 2 Phương chuyển dịch của đất nền sau khi thi công xong hầm 2 được trình bày ở Hình 3.13 Hình 3.13 Hướng dịch chuyển của đất sau khi thi công xong hầm 2 a Chuyển vị ngang, chuyển vị đứng của mặt đất sau khi thi công sàn hầm 2 Hình 3.14, Hình 3.15 thể hiện biểu đồ chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của những điểm nằm trên của mặt đấtsau khi thi công sàn hầm 2 Hình 3.14 Biểu đồ chuyển vị ngang của những điểm nằm trên mặt phẳng D-D’ ( u2xDmax = 2,83mm) Hình 3.15 Biểu đồ chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt phẳng D-D’ (u2yDmax = -5,98mm) Hình 3.14, Hình 3.15 thể hiện biểu đồ chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt cắt D-D’sau khi thi công sàn hầm 2 So với giai đoạn thi công hầm 1, thì phương chuyển dịch của đất nền sau khi thi công xong hầm 2 được trình bày ở Hình 3.13, trong giai đoạn này xu hướng và độ lớn dịch chuyển của đất xung quanh hố đào không thay đổi nhiều b Chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của đáy hố đào sàn hầm 2 Hình 3.16 thể hiện biểu đồ chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt cắt E-E’ sau khi thi công sàn hầm 2 Ngược lại với xu hướng dịch chuyển của đất xung quanh hố đào, so với giai đoạn thi công hầm1, sự dịch chuyển của đất bên dưới đáy hố đào tăng lên rất nhiều Tuy nhiên, dịch chuyển này chủ yếu chỉ tăng theo phương đứng (uy = 8,07 mm;ux = 0,3 mm) và không giống như ở giai đoạn trước, sự dịch chuyển theo phương đứng của đất bên dưới đáy hố đào trong giai đoạn này chỉ xảy ra theo một chiều, đất bị đẩy trồi lên, giá trị cực đại là u2ymax = 16,24 mm (a) (b) Hình 3.16 Biểu đồ chuyển vị đứng (a) và ngang (b)của những điểm trên mặt cắt E-E’ (u2yEmax = 16,24 mm; u2xEmax = 0,302 mm) Hình 3.17 Biểu đồ chuyển vị ngangcủa những điểm trên mặt cắt F-F (u2xFmax = 4,16mm) Hình 3.18 Biểu đồ chuyển vị đứng của những điểm trên mặt cắt F-F (u2yFmax = 16,78 mm) Hình 3.17, Hình 3.18 thể hiện biểu đồ chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt cắt F-F’sau khi thi công sàn hầm 2 Trên bề mặt đáy hố đào, tại vị trí đất đạt chuyển vị đứng cực đại thì chuyển vị ngang đạt giá trị nhỏ nhất c Chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của tường Kết quả chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của tường thể hiện ởHình (a) (b) Hình 3.19 Biểu đồ chuyển vị ngang (a) và đứng (b) của tường (u2xmax = -4,47 mm; u2ymax = -1,97 mm) Hình 3.19 thể hiện biểu đồ chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của tường sau khi thi công sàn hầm 2.So với giai đoạn thi công hầm 1, dịch chuyển ngang của tường tăng lên (ux = 2,54mm) và dịch chuyển đứng của tường trong giai đoạn này giảm xuống (uy = -2,7mm), điều này là do đất bên ngoài hố đào có xu hướng dịch chuyển vào bên trong hố đào d Lực cắt và mô men uốn của tường Hình 3.20 thể hiện lực cắt và moment của tường sau khi thi công sàn hầm 2 Theo kết quả tính toán bằng phần mềm Plaxis, giá trị lớn nhất tương ứng là Q1max = 178,66 kN/m; M1 = 289,07 kNm/m Dựa vào Hình 3.20b cho thấy giá trị tung độ dương và âm trên biểu đồ mô men uốn tương đối đồng đều và tập trung ở đoạn giữa tường khoảng 1/2H chiều sâu đào (a) (b) Hình 3.20 Biểu đồ lực cắt (a) và moment (b) của tường sau khi thi công sàn hầm 2 (Q1max = 178,66 kN/m; M1 = 289,07 kNm/m) Giai đoạn 3:Thi công xong hầm 3 Hình 3.21 Dòng thấm khi hạ mực nước ngầm Phương chuyển dịch của nước ngầm sau khi thi công xong hầm 3 được trình bày ở hình 3.21 Sau khi tiến hành hạ nước ngầm trong hố đào và đào đất đến cao trình sàn tầng hầm 3 thì phương dịch chuyển của dòng thấm như với lưu tốc q = 7,22e-3 m/ngày Hình 3.22 Hướng dịch chuyển của đất sau khi thi công xong hầm 3 a Chuyển vị ngang, chuyển vị đứng của mặt đất sau khi thi công sàn hầm 3 Hình 3.23, hình 3.24 thể hiện biểu đồ chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của những điểm nằm trên của mặt đất sau khi thicông sàn hầm 3 Hình 3.23 Biểu đồ chuyển vị ngang của những điểm nằm trên mặt phẳng G-G’ (u3xGmax = 4,28mm) Hình 3.24 Biểu đồ chuyển vị đứng của những điểm nằm trên mặt phẳng G-G’ (u3yGmax = -12,01mm) Dựa vào phương chuyển dịch của đất nền sau khi thi công xong hầm 3 được trình bày ở Hình 3.22, tại thời điểm hoàn thành sàn tầng hầm 3, sự dịch chuyển của bề mặt đất bên ngoài hố đào tăng lên một khoảng giá trị là uy(32) = 6,02mm;ux(32) = 1,45 mm Trong khi đó, so với thời điểm hoàn thành sàn tầng hầm 1, tại thời điểm hoàn thành sàn tầng hầm 2, sự dịch chuyển của bề mặt đất bên ngoài hố đào chỉ thay đổi một khoảng giá trị uy(21) = 1,01mm;ux(21) = 1,55 mm Chúng ta có thể nhận thấy rằng uy(32) lớn hơn uy(21) là do trong giai đoạn thi công hầm 3 có tiến hành hạ mực nước ngầm làm cho ứng suất hữu hiệu tăng lên, dẫn đến làm tăng chuyển vị theo phương đứng b Chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của đáy hố đào sàn hầm 3 Hình 3.25 thể hiện biểu đồ chuyển vị đứng và chuyển vị ngang của những của đáy hố đào sàn hầm 3 (a) (b) Hình 3.25 Biểu đồ chuyển vị đứng (a)và ngang (b) của những điểm trên mặt cắt H-H’ (u3yHmax = 31,17 mm; u3xHmax = 1,12 mm) Tương tự giai đoạn thi công hầm 2, tại thời điểm hoàn thành sàn hầm 3, đất bên dưới hố đào chủ yếu dịch chuyển theo phương đứng, giá trị chuyển vị lớn nhất theo phương đứng của đất bên dưới hố là u3ymax = 31,17mm Ta thấy xu hướng đẩy trồi ở đáy hố móng gia tăng theo thời gian, dưới tác dụng của cột nước có áp, vì thế khi thi công sàn tầng hầm cần hết sức lưu ý hiện tượng này để có các cấu tạo kết cấu hợp lý c Chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của tường Kết quả chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của tường thể hiện ở Hình (a) (b) Hình 3.26 Biểu đồ chuyển vị ngang (a) và đứng (b) của tường (u2xmax = -10,04 mm;u2ymax = -0,63 mm) Tương tự như tại thời điểm hoàn thành sàn tầng hầm 2, tại thời điểm hoàn thành sàn tầng hầm 3, tường tiếp tục bị dịch chuyển theo phương ngang về phía hố đào do sự chênh lệch áp lực đất giữa hai bên tường tiếp tục gia tăng (ux = 5,57 mm; u3xmax = 10,04mm) và chuyển vị đứng của tường tiếp tục giảm do sự đẩy trồi của đất nền bên dưới tường (uy = -1,34mm; u3ymax = -0,63mm) Vị trí tường đạt dịch chuyển ngang dịch chuyển theo chiều sâu đào đất d Lực cắt và mô men uốn của tường Hình 3.27 thể hiện lực cắt và moment của tường sau khi thi công sàn hầm 3 (a) (b) Hình 3.27 Biểu đồ lực cắt (a) và moment (b) của tường sau khi thi công sàn hầm 2 (Q1max = 285,36 kN/m; M1 = 393,28 kNm/m) 3.4.3.2 Phân tích kết quả tính toán 1 Biến dạng tường chắn Hình 3.28 Biểu đồ chuyển vị ngang tại vị trí đỉnh tường theo quá trình thi công Hình 3.29 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường tại vị trí sàn hầm 1 theo quá trình thi công Hình 3.30 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường tại vị trí sàn hầm 2 theo quá trình thi công Hình 3.31 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường tại vị trí sàn hầm 3 theo quá trình thi công Từ kết quả tính toán, tác giả tổng hợp kết quả chuyển vị ngang của tường tại các vị trí được chống đỡ theo quá trình thi công như sau: Bảng 3.3 Bảng tổng hợp kết quả chuyển vị ngang của tường tại các vị trí được chống đỡ theo quá trình thi công(mm) uxA uxB uxC uxD Giai đoạn thi công uxA Sau khi thi công tường chắn xong -0,64 - -0,55 - -0,41 - -0,21 - Sau khi thi công tầng hầm 1 1,84 2,48 1,29 1,84 0,7 1,11 0,51 0,72 Sau khi thi công tầng hầm 2 4,47 2,51 4,09 2,8 3,85 3,15 2,64 2,13 Sau khi thi công tầng hầm 3 7,29 2,82 7,01 2,92 8,7 4,85 10,04 7,4 uxB uxC uxD Trong đó:uxA là chuyển vị ngang tại đỉnh tường; uxA làhiệu số chuyển vị ngang tại đỉnh tường giữa hai giai đoạn thi công; uxB là chuyển vị ngang của tường tại cao trình sàn hầm 1; uxB là hiệu số chuyển vị ngang của tường tại cao trình sàn hầm 1 giữa hai giai đoạn thi công; uxC là chuyển vị ngang của tường tại cao trình sàn hầm 2; uxC làhiệu số chuyển vị ngang của tường tại cao trình sàn hầm 2 giữa hai giai đoạn thi công; uxD là chuyển vị ngang của tường tại cao trình sàn hầm 3; uxD làhiệu số chuyển vị ngang của tường tại cao trình sàn hầm 3 giữa hai giai đoạn thi công và dấu (-) của chuyển vị ngang thể hiện xu hướng dịch chuyển về phía của công trình lân cận 1 Sàn tầng hầm 1 Sàn tầng hầm 2 Sàn tầng hầm 3 Hình 3.32 Chuyển vị củatường sau khi thi công sàn tầng hầm 1 Hình 3.33 Chuyển vị của tường sau khi thi công sàn tầng hầm 2 Hình 3.34 Chuyển vị của tường sau khi thi công sàn tầng hầm 3 Trong đó: Đường số 1, 2 và 3 lần lượt là chuyển vị của tường sau khi thi công sàn hầm 1, 2 và 3 Chuyeån vòngang cuûa töôøng (mm) -2 Chieàu saâu ñaøo ñaát (m) 4 0 2 4 6 16 10 1 8 12 8 3 4 2 Hình 3.35 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường theo chiều sâu đào đất Trong đó: Đường số 1 là chuyển vị ngang tại đỉnh tường; Đường số 2 là chuyển vị ngang của tường tại cao trình tại cao trình sàn hầm 1; Đường số 3 là chuyển vị ngang của tường tại cao trình tại cao trình sàn hầm 2; Đường số 4 là chuyển vị ngang của tường tại cao trình tại cao trình sàn hầm 3 Từ Hình 3.35 thể hiện biểu đồ chuyển vị ngang của tường theo chiều sâu đào đất và các biểu đồ chuyển vị của tường chắn theo các giai đoạn đào đất, chúng ta có thể kết luận như sau: - Chuyển vị ngang cực đại của tường tỉ lệ thuận với chiều sâu đào đất, chuyển vị này gồm hai thành phần: Chuyển vị do tường bị dịch chuyển song song với thân tường và chuyển vị do tường bị uốn cong Với chiều dày tường d = 600 mm, trong hai thành phần này thì giá trị chuyển vị ngang do tường bị uốn cong lớn hơn rất nhiều và tỉ lệ giữa hai thành phần này tăng tỉ lệ với chiều sâu đào đất - Với điều kiện đất nền của Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh và độ cứng tường dày d = 600 mm thì vị trí tường đạt giá trị chuyển vị ngang cực đại thay đổi theo chiều sâu đào đất Khi chiều sâu đào đất lớn, vị trí tường đạt chuyển vị ngang cực đại càng tiến gần vị trí có cao trình bằng cao trình đáy hố đào - Theo tiêu chuẩn thiết kế BS8002, chuyển vị ngang cho phép của tường chắn là [ux] = 0,5% x H = 60mm Với chuyển vị ngang cực đại của tường chắn công trình là uxmax = 10,04mm < [ux].Như vậy, ta có thể kết luận giá trị chuyển vị ngang cực đại của tường chắn dày d = 600mm không gây ảnh hưởng đến quá trình sử dụng bình thường của công trình 2 So sánh kết quả tính toán với kết quả quan trắc thực tế [7] a Thiết kế hệ thống quan trắc Hệ thống quan trắc gồm các mốc chuẩn và mốc triển khai - Mốc chuẩn:Mốc khống chế độ cao dùng làm cơ sở để xác định độ lún của công trình quan trắc Mốc chuẩn phải đảm bảo ổn định trong suốt quá trình quan trắc và cho phép kiểm tra cao độ của các mốc quan trắc gắn trên các kết cấu công trình - Mốc triển khai:Mốc triển khai là mốc được gắn trực tiếp vào các vị trí đặc trưng của các kết cấu chịu lực trên móng hoặc trên thân công trình, dùng để quan trắc độ lún (trồi) và chuyển vị ngang Hệ thống mốc quan trắc chuyển vị tường vây gồm 30 mốc được gắn trực tiếp trên thân tường.Hệ thống mốc quan trắc lún công trình lân cận công trình Nhà điều hành sản xuất Công ty Điện lực gồm 15 mốc được đặt khắp công trình Các mốc triển khai phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Có kết cấu vững chắc, đơn giản và thuận tiện cho việc đo đạc + Bố trí đảm bảo phản ánh một cách đầy đủ về độ lún và chuyển vị của toàn công trình (các vị trí đặc trưng về lún không đều, các vị trí dự đoán lún và chuyển vị mạnh, các vị trí đặc trưng về địa chất công trình) + Số lượng mốc quan trắc được tính toán thích hợp sao cho vừa phản ánh được đặc trưng giá trị đo đạc, vừa đảm bảo về tính kinh tế b Các thiết bị sử dụng và thời gian quan trắc - Các thiết bị sử dụng:Máy WILD NA2 (Thụy Sĩ) cho phép đọc số đến 0,01 mm, được kiểm nghiệm cẩn thận trước khi đo Tất cả các thiết bị đều được kiểm tra định kỳ - Phương pháp đo:Đo cao hình học - Chu kỳ quan trắc: Với công tác quan trắc chuyển vị tường vây bê tông cốt thép, gồm 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Trong quá trình thi công đào đất và trong khi lắp dựng hệ giằng chống, quan trắc hàng ngày + Giai đoạn 2: Sau khi các hệ giằng chống và hố móng đạt trạng thái ổn định, quan trắc mỗi tuần 1 lần + Với công tác quan trắc lún các công trình lân cận: quan trắc mỗi tuần 1 lần Trong phần này, tác giả tiến hành so sánh các kết quả tính toán từ mô hình Plaxis với số liệu quan trắc thực tế tại hiện trường Bảng 3.4 So sánh chuyển vị ngangcủa tường với kết quả quan trắc thực tế Các giai đoạn thi công Thi công tường chắn Đào đất lần 1 Đào đất lần 2 Đào đất lần 3 Kết quả tính toán bằng Plaxis (cm) -0,64 1,84 4,47 7,29 Kết quả do quan trắc (cm) 0,00 1,00 2,90 6,00 ... kính ảnh hưởng việc thi cơng hố đào gây theo giai đoạn thi công hố đào - Phân tích ảnh hưởng việc thi cơng hố đào sâu đến ổn định cơng trình lân cận 2 móng nơng - Phân tích ảnh hưởng chiều sâu. .. thêm ảnh hưởng hố đào sâu đến cơng trình lân cận 3 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU 1.1 Tổng quan hố đào sâu Thời gian qua, với phát triển sở hạ tầng đô thị Việt Nam, ngày nhiều cơng trình hố đào. .. biến dạng nội lực hố đào theo giai đoạn thi công 65 3.5 Phạm vi ảnh hưởng thi công hố đào gây .83 3.6 Phân tích ảnh hưởng q trình thi cơng hố đào sâu đến cơng trình lân cận có móng móng