Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích ổn định hố móng sâu nhà cao tầng trên đất yếu tại Sóc Trăng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.71 MB, 97 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LUAN VAN THAC SI

HA NOI - 2017

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Chuyên ngành: DIA KỸ THUAT XÂY DUNG Mã số: 60-58-02-04

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC: TS. ĐỖ TUẦN NGHĨA

HÀ NỘI - 2017

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Lê Ngoan, học viên lớp cao học 24DKT12, chuyên ngành Dia Kỹ thuật xây

dựng. Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Phân tích 6n định hồ móng sâu nhà cao tang trên đất yếu tại Sóc Trăng” là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, tơi không sao chép và kết quả của luận văn này chưa cơng bồ trong bat kỳ cơng trình nghiên cứu khoa học nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu

tham khảo đúng quy định.

Sóc Trăng, ngày 22 thang 12 năm 2017 Tác giả

Lê Ngoan

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

LOI CAM ON

Sau gan 02 năm tham gia học tập chuyên ngành Dia Kỹ thuật xây dựng với su chi dan nhiệt tình của Q thầy cơ giáo. Tác giả đã hồn thành khóa học với đề tài tốt nghiệp

Đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy PGS.TS. Hoàng Việt Hùng và TS. Đỗ Tuấn Nghĩa đã dành nhiều thời gian giúp đỡ nhiệt tình, hướng dẫn tơi trong suốt thời gian học tập, thực hiện luận văn; giúp cho tác giả có được những kiến thức hữu ích, làm nền tảng định hướng cho công tác chuyên môn.

Tác giả cũng xin chân thành cám ơn đến Quý thầy cô Bộ môn Địa Kỹ thuật cùng Q thầy cơ Phịng đảo tạo Sau Đại học, Trường Đại học Thủy Lợi đã nhiệt tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi dé tác giả hồn thành khóa học này.

Lời cảm ơn chân thành xin gửi đến gia đình, bạn bẻ và các bạn học viên Lớp cao học

Dia Kỹ thuật xây dựng (24ÐK T12), đặc biệt là các bạn cùng đơn vi công tác và nhóm

bạn làm Luận văn do TS. Đỗ Tuấn Nghĩa trực tiếp hướng dẫn đã động viên tỉnh thần,

giúp đỡ và hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp.

Tuy đã có những cé gang song do thời gian có hạn, kiến thức bản thân còn hạn chế nên

luận văn này khơng thé tránh khỏi những thiếu sót và tồn tại, tác giả mong nhận được mọi ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành của q thầy cơ giáo, anh chị em và các bạn đồng nghiệp.

Trân trọng kính chảo!

li

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

MỤC LỤC

"9521055... ::.:‹+12.2S... 1

CHƯƠNG I: TONG QUAN VE HO ĐÀO SAU TRONG XÂY DỤNG... 4

1.1 Đặc điểm của cơng trình hố móng sâu oo... eeseessessesseessessessesseessessesseeseesessessees 4

L.1.1 Gidi thi@u CHUNG 1n. .aa..Ả... 4

1.1.2 Ung xử của đất xung quanh khi thi cơng hỗ móng sâu [1]...--.--- 5 1.2 Việc thi cơng hố móng sâu tại Việt Nam và thé giới [2]...--.-- --2- 5 s+cs+s+s4 7 1.2.1 Các hỗ móng sâu trên trên thé giới...----¿- ¿2 ++2++2+++Ex++Ex++Extzxxerxezrxrrrxee 7

1.3 Bai hoc kinh nghiệm trong thi cơng hỗ móng sâu [3] ....c.cccssesseessessesseesessesseeseesseesen 9 1.4 Nhận xét và hướng tiếp cận của đề tài...-¿- ¿5c seEkềEx EEE 2 211212111111. 14

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TAI TRONG TÁC ĐỘNG LÊN KET CÂU 2.2.2 Lý thuyết tính áp lực đất Rankine...--- ¿2< x+2Et2xt2EEEEEEEEerkrrkrrkerkrres 18

2.3 {€0 Nnnẽ 1-1... 24

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TỐN ƠN ĐỊNH HO ĐÀO SÂU... 25

3.1 Các phương pháp xác định hệ số an toàn trong phân tích ơn định hồ đào... 25 3.1.1 Phương pháp hệ số cường độ,...- 2-2: 5¿©2++©++2EE+2E+£EEE+EE+2EEEEEerkesrkrrrrres 25

3.1.3 Phương pháp hệ số kích thước ...--- 2-2 2 £+s£+E£EE+EE+EE£EE+EE£EE+EeEEerkerxerxrree 26

3.2.1 Phá hoại đây VàO... --¿- ¿5+ c1 1111211211211 211 2111111111111. 11111111 tre. 26 3.2.2 Phá hoại đây trồi...---¿- + + s ke E9 1911211211211215 1111111111111. 11111111. 35 3.3 Các phương pháp phân tích ổn định...----¿- 2 5¿ ++2++2E++£x++ExzExerxesrxrzrxees 36 3.3.1 Phương pháp sức chịu tải ... ..- c2 Sc 331121112 3 1111111111111 ng ng rệt 36

iil

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

3.3.2 Phương pháp sức chịu tai IðƯỢC ... - -- - Sc +13 SE ng nrnrrkp 41 3.3.3 Phương pháp cung trƯỢT...- --- c2. 32. 121111111 1191185311111 111 11H Hy Hiện 46 3.3.4 Phương pháp phan tử hữu hạn dé phân tích tính ôn định của hố đào sâu trong đất Con HOẦOỒỖỖỒ...Ô... 50 3.4 Kết luận ...-.---2+++ tt. TH HH ưu 54 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ƠN ĐỊNH HĨ MĨNG SÂU CƠNG TRÌNH TRỤ SỞ

NGAN HÀNG TMCP CONG THƯƠNG CHI NHÁNH SOC TRANG ... 55

4.1 Mơ tả đặc điểm cơng trình Ngân hàng Cơng thương Việt Nam Chi nhánh Sóc Trăng

h-ễẳễẳễẳổiiíđd4s4Ả...S-... 55

4.2 Đặc điểm địa chất thủy văn và các thông số thí nghiệm đất nền [21]... 56 4.3 Các giai đoạn thi cơng tang ham cơng trình... -- 2-2 +2 £+£++£++£xzxzzzzrxees 59 4.4 Các thông số đầu vào dé lập mô hình hồ dao trong Plaxis 2D [22]... 60 4.5 Kết quả phân tích...---- -- 2 s5E2E2EE£EESEE2E2E1271717112112717171121111 111.11 y6 65 4.6 So sánh kết quả hệ số an toàn theo các phương pháp khác nhau...---- 71 4.6.1 Tính tốn 6n định bang phần mềm Plaxis (Phương pháp c, phi, Reduction) ... 71 4.6.2. Phương pháp Te€zaglh1H... - .-- - c3. 1213113111111 1 1111 11 1 11 11111 T1 HH ng ng 74

4.6.4 Phương pháp cung fTƯỢT...- -- c5 3333132111911 1 111 11111111 1 1 HH ng rệt 77 4.7 KẾt luận oe eesseecsseseecssssessssecessnecessnscessnsecesnnscesnnseessuseeesnnecesnneessnmeessuneeesnneeesnneeesneess 79

.418089/.901/.09.4i5008)16:0001. ... 80

1V

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

DANH MỤC HÌNH VE

Hình 1.1 (1) Sự cố 05 tang ham Cơng trình Pacific và viện KHXH lân cận bị sụp đồ 13 Hình 1.2 Mặt bằng VỊ trí Trạm ĐƠIm1...- ---- <2 E3 2311188 E E22 EEE+Erkeeeeeerzse 14 Hình 1.3 Anh chụp cơng trình sau khi xảy ra Sự CỐ ...--- 2-2 2 2£e+£e+zxsrxcres 14 Hình 2. 1 Lý thuyết tính toán áp lực đất Rankine ...--- 2 2 z+xezxerxerxerssreee 18 Hinh 2. 2 Tinh toan ap luc dat chu động, bi động Rankine...- --- ---++-<++<<++s+2 19 Hình 2. 3 Tính toán áp lực đất chủ động Coulomb ...-- 2-2 2 2+s+x+£s+£x+zxzxeez 22 Hình 2. 4 Tính tốn áp lực đất bị động Coulormb...- -- 5 + + +skE+sekseeeseeseersee 23 Hình 3. 1 Phương pháp hệ chắn đất tự do...---- 2 2 s52 +EE+EEtEEerEzrxerxerrrres 27 Hình 3. 2 Phương pháp hệ chắn đất cố định...-- -- ¿2 2 x+S£+E+2E£+Ee£Eerxerxerxerxee 27 Hình 3. 3 Phân tích đây vào bang phương pháp áp lực tơng thê...---:-- 29 Hình 3. 4 Các mối quan hệ giữa hệ số an toàn chống đây vào xác định từ phương pháp

Hình 3. 5 Hệ số an tồn chống đây vào của hồ dao trong đất sét...---¿- + 31

Hình 3. 7 Hệ số an tồn chống day vào cho hồ dao trong đất cát (tat cả các trường hợp

đều an tồn, L] =f được 80... 34

Hình 3. 8 Phân tích phá hoại đây vào bằng phương pháp hiệu áp lực ... - 35

Hình 3. 10 Mặt cắt hố đào của trường hop giả sử...--- 2-2 ++c+xcrkerxerxerxereee 37 Hình 3. 11 Mối quan hệ giữa kích thước mặt phá hoại và hệ số an toàn chống đây trồi

xác định bởi phương pháp sức chịu tải, phương pháp sức chịu tải ngược, va phương

pháp cung trượt (su = 25 KÌN/I2)...- --- c1 2112131111111 111111111 11111 1n ng re 38 Hình 3. 12 Mối quan hệ giữa kích thước mặt phá hoại và hệ số an toàn chống đây trồi xác định bởi phương pháp sức chiu tải, phương pháp sức chịu tải ngược, và phương

Hình 3. 15 Phân tích phá hoại day trồi bang phương pháp sức chịu tải ngược... 42Hình 3. 16 Hệ số sức chịu tải Skempton (Skempton, 1951) ...-- 2-2252 55s 5s+‡ 44

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Hình 3. 19 Phân tích phá hoại đây trồi theo phương pháp cung trượt: (a) mặt phá hoại và (b) các lực tác dụng lên khôi trưỢT...- -- 5 +5 + SE E9 Hy rệt 48 Hình 3. 20 Hệ số an toàn tăng khi cung phá hoại vượt quá chiều rộng hồ dao. ... 49 Hình 3. 21 Phân tích đây trồi trong đất yếu phân tầng...-..----¿- ¿52 s++zxz+ce¿ 49

Hình 4. 1 Phối cảnh cơng trình Ngân hàng Vietinbank, chi nhánh Sóc Trăng... 55

Hình 4. 2 Mặt bằng mơ hình hồ đào sâu Vietinbank Sóc Trăng...--- 56 Hình 4. 3 Mặt cắt địa chất cơng trình (hỗ khoan HK1, HK2, HK3)...-.-- 59 Hình 4. 4 Mặt cắt hố đào cơng trình...--- + 2 s+E+EE£EE£EE£EEEEEEEEEErrkrrkrrrkrrkee 60 Hình 4. 5 Mơ hình hồ đào cơng trình trong phần mềm Plaxis 2D...-.--- 61 Hình 4. 6 Chuyén vị ngang của tường trong các giai đoạn đào...---¿- s5. 65 Hình 4. 7 Sụt lún mặt đất sau tường theo các giai đoạn đảo...-s-ccccsscsssresee 66 Hình 4. 8 Hiện trạng cơng trình Câu Lạc Bộ Huu Tri (năm kề hé móng dang thi cơng)

¬...ố.ỐốỐ.Ố.ố.ố.ốỐốỐ 67

Hình 4. 9 Day trồi qua các giai đoạn G0 ...ccccessesssessessesssessessessessssssessessesssessessessesseeeees 67 Hình 4. 10 Sự hình thành các điểm chảy dẻo giai đoạn đào Ï...-.---.-~«2 68

Hình 4. 11 Sự hình thành các điểm chảy dẻo giai đoạn đào 2...---2- 2552 69

Hình 4. 12 Sự hình thành các điểm chảy dẻo giai đoạn đảo 3...---5- 5+: 69 Hình 4. 13 Sự hình thành các điểm chảy dẻo giai đoạn đảo 4...--2- 5-55: 70 Hình 4. 14 Kết quả hệ số an tồn ©Msf khi giảm Phi-c (Phase 4 trong Plaxis)... 72 Hình 4. 15 Vị trí các điểm khảo sát 06.19... 73 Hình 4. 16 Chuyến vị của điểm C theo Msf...---¿- 2-5252 ‡E‡EEeEEEEEEEEEEkrrerrered 73 Hình 4. 17 Phân tích day trồi sử dụng phương pháp Terzaghi (= 00)...--- 74 Hình 4. 18 Phân tích đây trồi sử dụng phương pháp Bjerrum và Eide... 75 Hình 4.19 Phân tích phá hoại đây trồi theo phương pháp cung trượt ...--- 77

VI

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 3. 1 Quan hệ chiều dài tường bê tông cốt thép (hoặc chiều sâu chôn tường) của trường hợp hồ đào giả SỬ VỚI Cw...- -:- S2 StSE2EE2EEEEEEE21EE12121121121121111 7111111. 32 Bảng 4. 1 Bảng tơng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp đất...---¿--s¿©cs+cc++cxesrxesreeee 57 Bảng 4. 2 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp đất (tiếp theo)...--- 5552552 58 Bang 4. 3Các thơng số và mơ hình đất nền nhập vào phần mềm Plaxis (dua len tren) 62

Bang 4. 5 Thông số thanh chống...-- -- +: 2 2 £+S£+E£+E£EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEerkrrkrrree 65 Bảng 4. 6 Tính hệ số an tồn Fy theo phương pháp Terzaghi bang excel... 75 Bảng 4. 7 Tính hệ số an toàn Fy theo phương pháp Bjerrum va Eide bằng excel... 76 Bảng 4. 8 Tính hệ số an tồn F theo phương pháp cung trượt bang excel... 78

Vil

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Cường độ áp lực đất tĩnh tại điểm tính tốn

Trọng lượng đơn vị của tầng đất thứ ¡ bên trên điểm tính tốn

Độ dày tầng đất thứ ¡ bên trên điểm tính tốn

Tải trong phân bồ đều trên mặt dat

Hệ số áp lực đất tĩnh của đất ở tại điểm tính tốn. Hệ số siêu cố kết của đất, lấy từ số liệu thí nghiệm

Góc ma sát trong hữu hiệu của đất

Trọng lượng đất

Lực dính kết

Góc ma sát trong của đất

Độ sâu từ điểm tính tốn đến mặt đất lấp

Góc ma sát trong của đất lấp sau lưng tường

Độ cao của tường chắn đất

Góc kẹp giữa lưng tường với đường thắng đứng (Lưng tường

nghiêng úp xuống là đương, ngược lại là âm)

Góc nghiêng giữa mặt đất lắp với mặt phăng ngang Góc ma sát giữa lưng tường với đất lấp

Lực dính hữu hiệu

Hệ số áp lực đất chủ động tính theo chỉ tiêu cường độ ứng suất hữu hiệu

Hệ số áp lực đất bị động tính theo chỉ tiêu cường độ ứng suất

hữu hiệu

Hệ số áp lực đất chủ động tính theo chỉ tiêu cường độ ứng suất tơng của đất

Hệ số áp lực đất bị động tính theo chỉ tiêu cường độ ứng suất tong của đất

Chuyên dịch thân tường

Hệ số nền theo chiều ngang của đất nền

Modul đàn hồi ngang của lớp đất Modul đàn hồi của thân tường

Viii

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Trị bình quân gia chuyền của trọng lượng tự nhiên của các lớp đất ở phía ngồi hố kê từ mặt đất đến đáy tường

Trị bình quân gia quyền của trọng lượng tự nhiên của các lớp

đất ở phía trong hồ ké từ mặt đất đến đáy tường

Hệ số sức chịu tải của đất

Chênh lệch cột nước giữa trong và ngoài đáy hồ

Áp lực trọng lượng bản thân của lớp đất phủ nằm từ mặt hồ móng đến mái của tầng nước có áp

Áp lực cột nước của tầng nước có áp Chỉ số nén

Chỉ số nở

Góc giản nở

1X

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây, tốc độ đơ thị hóa ngày càng nhanh, tại các khu vực đơ thị các cơng trình cao tầng đang dân thay thế các cơng trình thấp tầng. Đồng thời, việc giải

quyết các van dé về hạ tang kỹ thuật cho cơng trình (nơi dé xe, bố trí các bé nước ngầm,

bề tự hoại, trạm bơm.. .) luôn là vấn đề cần cân nhắc của các chủ đầu tư xây dựng cơng trình, dẫn đến việc gia tăng chiều cao của các cao ốc thông thường kéo theo sự tăng về độ sâu của cơng trình.

Địa chất thủy văn tại khu vực Sóc Trăng có đặc điểm chung của vùng Đồng bằng sơng Cửu Long, là khu vực có nền đất yếu bao hòa nước với chiều dày lớn. Do đó, với khuynh hướng phát triển mạnh các cơng trình nhà cao tang, đặc biệt khi có tang ham thì việc nghiên cứu tính tốn ơn định của hé đào sâu cần phải được quan tâm, nghiên cứu đúng mức nhằm đảm bảo cho cơng trình chủ thé và các cơng trình lân cận được én định, tránh được các sự cơ đáng tiếc xảy ra trong q trình thi công xây dựng cũng như khi đưa vào

khai thác sử dụng lâu dài.

Việc thi công kết cấu chan giữ cho hỗ móng nha cao tang rất đa dạng, phụ thuộc vào

từng điều kiện cụ thé, các thiết bị, máy móc xây dựng ngày càng hiện đại, tối tân hơn.

Chúng ta cần thay được khơng có loại cơng trình xây dựng nào mà các khâu từ khảo sát, thiết kế, thi cơng và quan trắc lại có u cầu gắn bó chặt chẽ như đối với cơng trình chan

giữ hơ móng.

Chính vì thế việc nghiên cứu ơn định hé móng sâu nhà cao tang cũng như phân tích sự ảnh hưởng của q trình thi cơng và sử dụng đến cơng trình lân cận thật sự rất cần thiết hiện nay. Đây cũng chính là tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu.

2. Mục đích của đề tài

- Nghiên cứu việc áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn và các phương pháp phân tíchtruyền thống vào tính ơn định trong thi công hồ đào sâu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

- Xác định được mức độ ảnh hưởng đến ồn định và biến dạng của cơng trình lân cận do thi cơng hố dao móng sâu gây ra. Từ đó có những giải pháp nhằm hạn chế ảnh hưởng

do hồ dao sâu gây ra cho các cơng trình lân cận.

- So sánh kết quả tính tốn hệ số an tồn theo các phương pháp khác nhau. Từ đó lựa

chọn phương pháp tính tốn phù hợp cho những cơng trình tương tự.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Cơng trình Trụ sở Ngân hàng TMCP Cơng thương Việt Nam Chi nhánh Sóc Trăng. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

4.1 Cách tiếp cận

- Tìm hiểu các lý thuyết đã có về 6n định của hồ dao sâu.

- Thu thập các thông tin về hiện trạng, tài liệu địa hình, địa chất, số liệu quan trắc của Trụ sở Ngân hàng TMCP Cơng thương Việt Nam Chi nhánh Sóc Trăng dé lay sơ liệu

cơ ban cho việc tính tốn và so sánh kêt quả.

- Sử dụng phần mềm Plaxis và phương pháp truyền thống kiểm tra chuyền vị, biến dạng của đất nền và hệ kết cau chống đỡ hố móng sâu ở các giai đoạn đào khác nhau trong quá trình thi công, so sánh với kết quả quan trắc thực tế và đề xuất phương pháp tính tốn ổn định hồ móng sâu hợp lý cho các nha cao tầng.

4.2 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp giải tích: Lý thuyết tính tốn áp lực đất tường chắn đất; tính tốn kết cầu chắn giữ hố đào theo phương pháp đàn hồi. Kiểm tra ơn định chống trdi (bùng) của hồ

móng và kiêm tra chơng chảy thâm vào hơ móng.

- Phương pháp phan tử hữu hạn: Sử dụng phần mềm Plaxis dé phân tích chuyên vị ngangcủa tường vây cừ Larssen và cọc bê tông bên trong hồ đào ở các giai đoạn thi công đàođất, so sánh với kết quả được mô phỏng bằng phần mềm Plaxis và phương pháp tínhbằng giải tích.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

5. Kết quả đạt được

- Nắm vững kiến thức về 6n định hồ đào sâu trong q trình thi cơng với điều kiện địa

chất yếu.

- Tính tốn 6n định theo phương pháp phan tử hữu hạn và các phương pháp truyền thống. Phân tích kết quả, so sánh với tài liệu quan trắc thực tế.

- Đánh giá cơ bản ảnh hưởng của chiều sâu chôn tường và bề rộng hồ dao tới ôn định hỗ móng trong thi cơng hồ dao cơng trình Trụ sở Ngân hàng TMCP Cơng thương Việt

Nam Chi nhánh Sóc Trăng.

- Đề xuất phương pháp tính tốn 6n định hỗ móng sâu cho các nhà cao tang trong điềukiện địa chất yếu tại Sóc Trăng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

CHUONG 1: TONG QUAN VE HO ĐÀO SÂU TRONG XÂY DỤNG

Tinh Sóc Trăng nằm trong vùng đồng bằng sơng Cửu Long, phía Bắc và Tay Bắc giáp thành phố Cần Thơ, phía Đơng Bắc giáp tỉnh Trà Vinh, phía Tây giáp tỉnh Bạc Liêu, phía Nam giáp biên Đơng. Sóc Trăng có địa hình thấp và tương đối bằng phẳng. Độ cao cốt đất tuyệt đối từ 0,4 - 1,5 m, độ đốc thay đổi khoảng 45 cm/km chiều dài. Nhìn chung địa hình tỉnh Sóc Trăng có dạng lịng chảo, cao ở phía sơng Hậu và biển Đơng thấp dan vào trong, vùng thấp nhất là phía Tây và Tây Bắc. Tiểu địa hình có dang gon sóng khơng đều, xen kẽ là những giồng cát địa hình tương đối cao và những vùng thấp trũng nhiễm

mặn, phèn.

1.1 Đặc điểm của cơng trình hố móng sâu

1.1.1 Giới thiệu chung

Ngày nay trong xây dựng và phát triển đô thị, đối với các đô thị lớn đặc biệt quan tâm đến sự kết hợp chặt chẽ giữa các cơng trình trên mặt đất và các cơng trình được xây dựng đưới mặt dat, ln tìm cách khai thác triệt dé khơng gian ngầm với nhiều mục đích

khác nhau. Do đó các cơng trình ngầm ngày càng được đầu tư và phát triển.

Cơng trình ngầm là cơng trình nằm trong lịng đất, theo mục đích sử dụng có thể phân

chia như sau:

- Cơng trình ngầm giao thông: Ham đường sắt, ham đường ô tô xuyên núi, hầm cho

người di bộ, tau điện ngâm, hâm vượt sơng.

- Cơng trình thủy lợi ngầm: Ham cơng trình thủy điện, ham dẫn nước tưới tiêu, ham cấp thoát nước, ham đường thủy.

- Cơng trình ngầm đơ thị: ham giao thông đô thị (hầm ở nút giao thông, ham cho người

đi bộ, ham tàu điện ngầm...) ham cấp thoát nước, ham cáp thông tin, năng lượng

(collector), gara ngầm, hầm nhà dân dụng, ham nhà xưởng, các cơng trình cơng cộng (cửa hàng, nhà hát, phố ngầm...)

- Cơng trình ngầm khai khoáng: Ham chuẩn bị, ham vận tải, hầm khai thác, ham thơng

gid...

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Cơng trình đặc biệt: Hằm chứa máy bay, tàu thuyền, kho tàng, nhà máy...

Theo phương pháp thi cơng có thé chia ra làm hai loại chính: cơng trình ngầm thi cơng

theo phương pháp đào mở và cơng trình ngầm thi cơng theo phương pháp đào kín, ngồi

ra cịn có loại cơng trình ngầm thi cơng theo phương pháp hạ chìm.

Khi thi cơng cơng trình ngầm một van dé phức tạp đặt ra là giải pháp thi công hố dao

sâu. Khi thi công hồ đào sâu làm thay đổi trạng thái ứng suất, biến dạng trong đất nền

xung quanh khu vực hồ dao và có thé lam thay đổi mực nước ngầm dẫn đến nén đất bị dịch chuyên và có thê lún gây hư hỏng cơng trình lân cận nếu khơng có giải pháp thích

Các giải pháp chống đỡ thành hồ đào sâu thường được áp dụng là: Tường cit thép, tường clr cọc xi măng đất, tường cừ barette. Yêu cầu chung của tường cử là phải đảm bảo về cường độ cũng như độ ôn định dưới tác dung của ap lực đất và các loại tải trọng do được

căm sâu vào đất, neo trong đất hoặc được chống đỡ từ trong lòng hồ đào theo nhiều cấp

khác nhau.

1.1.2 Ung xử của đất xung quanh khi thi cơng hỗ móng sâu [1]

Cơng trình hồ móng là một loại cơng việc tạm thời, sự dự trữ về an tồn có thê là tương đối nhỏ nhưng lại có liên quan với tính địa phương, điều kiện địa chất của mỗi vùng khác nhau thì đặc điểm cũng khác nhau, cơng trình hố móng là một khoa học đan xen

giữa các khoa học về đất đá, về kết cấu và kĩ thuật thi công; là một loại cơng trình mà

hệ thống chịu ảnh hưởng đan xen của nhiều nhân tố phức tạp va là ngành khoa học ki thuật tổng hợp đang còn chờ phát triển về mặt lý luận.

Do hé móng là loại cơng trình có giá thành cao, khối lượng cơng việc lớn, là trọng điểm

tranh giành của các đơn vi thi công, tại vi kĩ thuật phức tạp, phạm vi ảnh hưởng rộng,

nhiều nhân tơ biến đồi, sự có hay xảy ra, là một khâu khó về mặt kĩ thuật, có tính tranh chấp trong cơng trình xây dựng. Đồng thời cũng là trọng điểm dé hạ thấp giá thành và

bảo đảm chất lượng cơng trình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Cơng trình hé móng đang phát triển theo xu hướng độ sâu lớn, diện tích rộng, có cơng trình với chiều dài, chiều rộng đạt tới hơn trăm mét, quy mô công trình cũng ngày càng

tăng lên.

Theo đà phát triển cải tạo các thành phố cũ, các cơng trình cao tang, siêu cao tang chủ yếu của các thành phố lại thường tập trung ở những khu đất nhỏ hẹp, mật độ xây dựng lớn, dân cư đông đúc, giao thông chen lan, điều kiện dé thi cơng cơng trình hỗ móng đều rất kém. Lân cận cơng trình thường có các cơng trình xây dựng vĩnh cửu, các cơng trình lịch sử, nghệ thuật bắt buộc phải được an tồn, khơng thé đào có mái dốc, yêu cầu đối với việc ồn định và khống chế chuyền dich rất là nghiêm ngặt.

Tính chất của đất đá thường biến đổi trong khoảng khá rộng, điều kiện ân dấu của địa chất và tính phức tạp, tính khơng đồng đều của điều kiện địa chất thuỷ văn thường làm cho số liệu khảo sát có tính phân tán lớn, khó đại diện được cho tình hình tổng thể của các tầng đất, hơn nửa, tính chính xác cũng tương đối thấp, tăng thêm khó khăn cho thiết kế và thi cơng cơng trình hố móng.

Đào hồ móng trong điều kiện đất yếu, mực nước ngầm cao và các điều kiện hiện trường phức tạp khác rat dé sinh ra trượt lở khối đất, mat ơn định hé móng, thân cọc bị chun dich vị trí, đáy hồ trồi lên, kết cầu chắn giữ bị vòi nước nghiêm trọng hoặc bị chảy dat... làm phá hoại hỗ móng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các cơng trình xây dựng, các cơng

trình ngâm và đường ơng ở xung quanh.

Cơng trình hố móng bao gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau như chắn đất,

chống giữ, ngăn nước, hạ mực mước, đảo đất... trong đó, một khâu nào đó thất bại sẽ dẫn đến cả cơng trình bị phá hoại.

Việc thi cơng hơ móng như đóng cọc, hạ nước ngâm, đào đât... đêu có thê gây ra ảnh

hưởng ở các cơng trình lân cận hoặc tác động lẫn nhau, tăng thêm các nhân tố dé có thé

gây ra sự cơ.

Cơng trình hé móng có giá thành khá cao, nhưng lại chỉ là có tính tạm thời nên thườnglà khơng muốn đầu tư nhiều chi phí. Nhưng nếu dé xảy ra sự cơ thì việc xử lý sẽ vơ cùngkhó khăn, gây ra tơn thất lớn về kinh tế và ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt xã hội.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Cơng trình hố móng có chu kỳ thi công dài, từ khi đào đất cho đến khi hồn thành tồn bộ phần khuất của cơng trình ngầm dưới mặt đất phải trải qua nhiều lần mưa to, nhiều lần chất tải, chấn động, thi công có sai sót v.v... tính ngẫu nhiên của mức độ an toàn tương đối lớn, sự cé xảy ra thường là đột biến.

1.2 Việc thi cơng hé móng sâu tại Việt Nam va thế giới [2] 1.2.1 Các hỗ móng sâu trên trên thế giới

Cơng trình có tang ham đã có từ lâu trên thế giới, nó trở thành phổ biến và gần như là

thông lệ khi xây dựng nhà nhiều tầng. Da phần các cơng trình đều có từ 1 đến 3 hoặc 4 tang ham, cá biệt có những cơng trình vì u cầu cơng năng sử dụng có đến 5+10 tang ham tập trung nhiều nhất ở Châu Âu và các nước phát triển như Mỹ, Canada, Australia,

Đài Loan...

Ở Châu Âu do đặc điểm nền đất tương đối tốt, mực nước ngầm thấp, kỹ thuật xây dựng tiên tiến và cũng do nhu cầu sử dụng nên các cơng trình ngầm được xây dựng rất nhiều,

hầu như nhà nhiều tầng nào cũng có tầng hầm. Cơng nghệ này cịn được sử dụng để thi

cơng các cơng trình ga ngâm dưới lòng đường, đường ngâm cao toc...

Ở Châu Á nói chung cơng trình có tầng hằm chưa phải là nhiều, nhưng ở một số nước và vùng lãnh thé như Hồng Kơng, Đài Loan, Hàn Quốc... thì số lượng cơng trình và nhà nhiều tầng có tang ham chiếm tỷ lệ khá cao.

Trong thé giới hiện đại công trình ngầm khơng chi dé giải quyết các van dé “nóng” trong phát triển đơ thị mà cịn phát triển thành những trung tâm văn hóa, thương mại, đạt tới trình độ đỉnh cao của nghệ thuật kiến trúc và chứa đựng những nét đặc trưng của các thành phố như: thành phố ngầm RESO tại trung tâm Montreal (bang Quebec — Canada) với 33km đường ham, kết nối 41 khối nhà trong diện tích 12 km? bao gồm văn phòng, ngân hàng, khách sạn, trường đại hoc, bảo tàng, trung tâm thi đấu thê thao, trung tâm

mua sam...; hệ thống tàu điện ngầm ở Moscow, London, Paris là những bảo tang sống

động về nghệ thuật trang tri, kỹ nghệ và cơng nghệ mang yếu tố thời dai.

Vì cơng trình ngầm đã được xây dựng rất lâu trên thế giới nên quy trình cơng nghệ, thiết

bị dùng dé xây dựng cơng trình ngầm cũng rất phát triển với nhiều cơng nghệ hiện đại,

tiên tiễn. Việc lựa chọn công nghệ xây dựng tùy thuộc vào từng đặc điểm cụ thé của

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

cơng trình. Một số cơng nghề. giải pháp chống đỡ thường được sử dụng pho biển thi công hỗ dio sâu để xây đựng công tỉnh ngằm trên thể giới: tưởng cử thép, tường cir bằng cọc khoan nhdi bé tong cốt thép (BTCT), tường ct bằng cọc xi măng đất, tường cit BTCT thi công bằng công nghệ tưởng trong đất hoặc các tim BTCT đúc sẵn

Mặc dù cơng trình ngầm đã được xây dựng từ lâu trên thể giới với nhiều những công nghệ khắc nhau, tuy nha, do mức độ khó khăn, phức top, chứa nhiễu ủi ro nên việc

<small>tải công ting him công trình tê th giới đã xảy a khơng ít sự cổ, ta nạm</small>

Lưới đây là một số sựcổ đi hình khi xây dựng ting him trên thể giới ~ Sự cổ trạm xử ý nước thải ại Bangkok, Thái Lan

= Sự cổ sip hỗ đảo cơng tình tàu điện ngim ở Tacgu, Hàn Qué

<small>"Ngày nay cơng trình có ting hm đã trở thành một phần của đời sống đô thị, khai thắc</small>

<small>không gian ngằm là xu hướng tt yếu trong tat tiễn đ thị hiện đại. Khơng nằm ngồi</small>

xu thé phát tiễn của thể giới, ti Việt Nam, các cơng tình có ting him cũng bắt đầu xuất hiện từ những năm dầu của thập niễn 90, đặc biệt phát iển trong hơn 10 năm trở

<small>khai thác khơng gian ngầm cho mục đích xây dựng, cải tạo và phát triển đô thị ở nước.</small>

lại đây nhất là ở các đô thị lớn như Hà Nội và Thành pl „việc

<small>ta mới chỉ ding ại ở những không gian đơn lẻ (dưới các khối nhà cao ting của các khu</small>

<small>độ tị), hoặ chủ yêu phục vụ như cầu giao hông như him đường bộ, him để xe ti cáctrăng tâm thương mại</small>

su mới mẻ và khiêm tốn ở. Do phát triển và xây dựng công trinh ngằm vẫn côn là

<small>nước ta, trong thực té thi cơng cũng khơng ít các sự cổ liên quan đến công nghệ thi công</small>

tng him đã xảy ra ở nước ta. Dưới đây xin néu ra một vai sự cổ điển hình đã xảy ra ở Việt Nam khi hi cơng ting him cơng tình trong một số năm tr hạ đầy:

<small>~ Sự cổ khi thi công cơng trình Chi nhánh Ngân hàng nơng nghiệp Hà Nội, 45 Lý Thường</small>

<small>- Sự cổ khi thi công ting him của khách sạn Pacific, TP.HCM.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

+ Sự ố khi tỉ công ting him Ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam tại Đà .3 Bài học kinh nghiệm trong thi cơng hố móng sâu [3]

Bên cạnh những thành tu đã đạt được, vin đ thi công hỗ móng su cũng xây ra nhiều sự cố đáng tiếc, để lại những hậu quả nặng né trong quá trình chỉnh phục đỉnh cao cơng. "nghệ xây dựng của nước a trong những năm trở li đây. Nguyên nhân các sự cổ rit da

<small>dang, do sai sót trong các khâu khảo sát địa chất cơng trình, thiết kế thi công tường chắn</small>

đất (sự biển dạng quá mức của đắt và kết cầu chống đỡ), vẫn để bảo vệ ding chay và

<small>quan trắc chuyển động của dit nén xung quanh hồ đào, sự mắt cân bằng khi hạ mực</small>

nước, vẫn để chủ quan Khơng tn thủ nghiêm ngặt quy trình thi cơng, quản lý chất

<small>lượng cơng trình</small>

<small>Những cơng trình hỗ móng gặp sự cố, nguyên nhân và bài học kinh nghiệm được rút ra</small>

<small>thơng qua các cơng trình sau:</small>

* Bài học kinh nghiệm về cục vin th

<small>(1) Nha Van phòng ở Quận Hai Bà Trưng ~ Hà Nội</small>

“Cơng trình (Xây chen) có diện tích mặt bằng 7,15m x 22,90m, cao 8 ting, có 1 ting ‘him, mặt tiền ở mặt phố, xây ngay sát ngôi nhà cũ 4 t lu khung, móng băng.

<small>với cốt day móng khoảng -1,2m.</small>

ĐỂ làm móng cọc ép và ting ham cho ngôi nhà mới, người ta đã dùng cọc vin thép U200 dai 6m ép thank trồng cir xung quanh chu vi mồng và ting him

“Trong khi ép cọc chỉ cách tường nhà cũ 0,5m, đã thấy có tác động ảnh hưởng đến móng

<small>định của cơng trình cà liễn ké, Sau khỉ thí cơng xong tường vay hồ mồng, ngườita dio hỗ, hút nước để thi công dai cọc và ting him.</small>

“heo số iệu quan trắc lần từ ngày 22/10/2007 đến ngày 28/02/2008 thi độ lún của nhà cũ về phía hỗ đào (để xây ting him của nhà mới) đạt tới Sem Kim cho ngơi nhà lún

<small>nghiêng, tích hẳn khỏi nhà iễn kể có sẵn ở trên mái 1Sem, Do đó cơng trình mới chưa</small>

làm xong mồng và ting him, đã phải ngimg thi sơng cho đến nay để tìm giải pháp xử

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Nguy là do thi công ép cọc vin thếp lim tung cử đã chin động

móng cũ lún thêm. Độ lún của nhà khơng đều làm cho nó nghiêng về phía hỗ dao của. cơng trình đang xây dựng ting him

<small>(2) Nhà văn phịng trên đường Hà N</small>

Đây là ngơi nhà theo thiết kế là 15 ting, có 2 ting him, Để bảo vệ thành hổ đảo sâu

<small>khoảng 10m, người ta Lim tường cử bằng cử lrsen sâu khoảng 16m với hệ thanh chống</small>

bằng thép hình để ơn định thành hồ đảo

"rong q trình thi cơng ép cit arsen và bơm hút nước trong hồ móng đã lâm cho nền đắt dưới móng nơng của một số nhì ở 4 ting gần đồ bị lần không đều và gây nút tường

<small>nhà, phải ngừng thi cơng để xử lí</small>

Ngun nhân có thé là chân của tường cử chưa đặt được vào ting dat sét dẻo cứng cách nước mà đặt vio ting cát pha chứa nước, bảo hỏa nước. Trong khi đó, thi mực nước

<small>dưới dắt ngồi hỗ móng chỉ cách mặt đất khoảng Im. Nhữ vậy khi bơm hút nước trong</small>

hồ móng. đã hạ mức nước chênh lệnh gần một chục mét làm cho dp lực nước lỗ rỗng trong dit thay đổi và làm cho nền đắt đưới móng bị lần. Ở đây edn nói thêm rằng, trồng

<small>nhau qua chân tường vay và thắm qua bản thân tường vay</small>

Nhu vậy, tuy chưa có sự cổ lớn, nhưng cũng là bai bọc kinh nghiệm khi sử dung cir Jarsen và bơm hạ mực nước dưới đất.

<small>(3) Thi công him đường bộ qua nút giao thông Ngã te Sở - Hà Nội</small>

<small>Iarsen để bảo vệ tam thoi thành hồ đảo, Nhưng do thi công sát nhà dân nên khi rút cir</small>

at cử lasen để thi công him, người ta phải ding tường cử bằng cir

<small>Jarsen có nguy cơ làm cho nha dân bị nứt, do đó đành phải dé lại khơng rút lên nữa. Như.</small>

vậy là có thêm một bài học kinh nghiệm nữa để dự báo khi thiét kế, nên sử dung ci

<small>Iarsen như thé nào cho hiệu quả và an tồn.</small>

(4) Thi cơng ting him Cao Ốc Residence (Tp b:

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Cong trình có 1 ting him, 1 ting trệt vẻ 11 lẫu. Theo thông tin từ bài bo của tác

phát hiện nước ngầm phun lên rất mạnh cuốn theo cát hạt nhỏ. Hậu quả là ngày

31/10/2007 hè đường Nguyễn Siêu có hồ sụt rộng 4x4mn và sâu khoảng 34m và chung

<small>ca Casaco (Đường Thi Sách, Quận 1) bị lún nghiêm trọng</small>

<small>"Nguyên nhân cũng có thể là ding cir larsen lam tường vây không ngăn được nước, nênkhi hút nước dé thi cơng ting him, thì cột nước chênh áp ngoài thành hỗ đào tạo nên áp.</small>

Ie lớn day nước luỗn qua chân tường vay diy ri đầy móng lên. Nước đưới đắt được

<small>thốt ra như bình thơng nhau, cuốn theo đất cát làm sụt lún nền các cơng trình xung</small>

cquanh gần đó (trong phạm vi "phẩu” hạ thấp mực nước),

<small>“Trước tinh trạng đó, người ta đã phải khẩn cấp lấp ngay các hồ dio sâu và hồ sụt tạo cân</small>

bằng áp lực dé tránh tinh trạng sụt lún tiếp. Đồng thời lắp đặt các trạm quan trắc dich chuyên, kin vã dng thi nước dưới đất đ ánh các rũ ro cổ thế xây m

(5) Cao de văn phòng Bến Thành TSC ~ 186 Lê Thánh Tơn, TPHCM.

Cong tình này có diện tích mặt bằng 10x40m và 2 ting him. Thing 11/2007, trong khỉ

<small>dao hồ đào s tụ, thì nước ngắm ở day hồ phun lên rất mạnh, làm phỏng trồi đáy hồ làm</small>

xé dịch tường cử bằng cử larsen khoảng Sem. Bat nên bị sụt lún làm nứt đường hẻm lân

<small>cận và nghiêng tường ngăn. Do đó buộc phải ngừng thi cơng và dùng biện pháp khoangiếng bơm hạ nước ng:</small>

Như vay ở đây lại xây ra trường hợp dùng tường cử bằng cọc vấn thép khơng hop í

<small>Chan tường cừ đang đặt ở lớp cát pha bảo hịa nước nên khi có chênh p lực bơm hútkéo theo</small>

<small>nước trong hồ đảo thi nước phun mạnh từ đáy hồcát và gây sụt lún.</small>

‘Tom lại, cả 5 trường hợp sự cố trên đều do việc thiết ké va th công tưởng cir bằng cir larsen không tốt tạo ra tinh trạng chênh áp lực nước lớn giữa trong và ngoải hé đảo sâu, nước phun mạnh từ đây hổ lên kim hỏng hỗ đào, đồng thời nước cuốn theo đất cát làm

<small>hỏng nền của các cơng trình lân cận và gây ra sự cổ lún sụt nghiêm trọng.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

học kinh nghiệm về tường iên tục trong đắt

<small>(1) Cơng trình cao óc Pacific, Quin 1-TP Hỗ Chi Mink</small>

'Cơng trình có 5 ting him, | ting trột và 18 ting lầu. Tường ting him bằng bê tông cốt thếp, dây Im, th công bing công nghệ tung trong đất, khi đào đất đ thi cơng ting him

<small>thứ 5 thì phát hiện một lỗ thing lớn ở tường ting him có kích thước 0,2m x 0,7m, đồng</small>

<small>nước rất mạnh kéo theo nhiềucắt chiy từ ngoài vào qua lỗ thủng cia trởng tinghim, Công nhãn đã ding hết cách, nhưng không thé bị được ỗ thing, Nước kéo theo</small>

<small>cất chảy do ảo vào ting him, công nhân phải thoát khỏi ting him để trắnh tai nạn cóthể xây ra,</small>

<small>“Sự cổ cơng trình này đã làm sụp dé hồn tồn cơng trình Viện Nghiên cứu Khoa học xã</small>

<small>hội Nam bộ ngay bên cạnh, tòa nhà Sở Ngoại vụ cũng bị lún nứt nghiêm trọng, tuy</small>

<small>nhiên, cao ốc YOCO 12 ting và các tuyến đường xung quanh công trình Pacific cũng</small>

Ngun nhân chủ yếu của sự cổ này là chất lượng thi công tường ting him khơng tốt

Lỗ thủng lớn ở tường ting tơng khơng đúng quy trình và dùng Bentonite không đúng yêu cầu gây sat lỡ đắt ở hỗ đào. Đắt cát sạtl lẫn với Bentonite chén vio bê tông làm cho bê ông bị rời xốp tạo nên lỗ thủng. Đắt bên ngoài ting him

<small>là cất pha bão hòa nước, loại cát chảy, nên phải dùng loại Bentonite đặc biệt có dung</small>

trọng ÿ = 1,15g/em3 chứ không được dùng loại thông thường cho đất loại sét có ÿ =

Mặt khác, mực nước dưới đất bên ngoài ting him rit cao (ở cốt — 1.5m), lỗ thing ở tường ting him nằm ở độ sâu 20m, tức là có cật nước với áp lực lớn chênh nhau đến 18,5 mết. Với một cột nước, có áp lực 18.5atm như vậy, chứa diy trong ting các bồi tích hạt nhỏ và các pha bảo hịa nước, thi khí có lỗ thủng ở ting him cho nó thốt, dong

<small>lỡ và phá hoại đắt nén của móng các cơng trình lân cận, khiến cho các cơng trình đó bi</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

roy Q)

Hình 1.1 (1) Sự cổ 05 ting him Cơng trình Pacific và viện KHXH kin cận bị sụp đỗ (2) Cơng trình trạm bơm xử lý nước thai IPS, Yannawa, Bangkok, Thái Lan.

<small>kháiSau khi nha thu thi công xong tường vây. công tác đảo đất bên trong được</small>

cùng với hệ giằng chống tam bằng thép. Vào giữa tháng 8 năm 1997, khi công tác đào. đất bên trong gần đạt đến độ sâu cuối cũng (-20,7m), một cạnh tưởng vây của trạm bơm) đđãbị đỗ sắp vào bên trong lim cho phan đắt sét mềm ở khu vực xung quanh đổ vào vi lắp toàn bộ hai xe xúc đắt và một cầu câu đang đúng ti một vị tr bên ngồi gin đoạn tường vây đó. Sự chuyển động của đắt xung quanh làm hư bại khoảng 20 căn nhà trong

<small>một phạm vi khoảng 50m..</small>

<small>Nguyên nhân sự cố: Quy trình thi cơng đảo đất bên trong trạm bơm đã không được nhà</small>

thầu tuân thủ nghiêm túc, đào đắt bên trên khơng có ging chống, Nhà thầu đã khơng lắp đặt một số hệ ging chống tạm mã nhà thiết kể đã đưa ra, thiểu sự kiểm tra cia một

<small>don vị thiết kế độc lập về hệ ging chống tạm va thiểu sự giám sát của Nhà thiết kế chính</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<small>‘Treatment Plant</small>

Hình L2 Mặt bing vị tí Trạm bơm

1.4 Nhận xét và hướng tiếp cận của đề tài

<small>~ Trong điều kiện quỹ đắt ngày công hạn hep như hiện nay, việc thí cơng các hồ mồng</small>

sâu cơng trình nha cao ting là một cơng tác hết sức phúc tap, đỏi hỏi người thiết kế vài

thì cơng phải nắm rõ được các lý thuyết về tính tốn và kim tra 6n định để đảm bảo an toan cho hỗ dio và cơng trình lân cận trong điều kiện xây chen. Đặc biệt trên vùng đất

yếu như khu vực Dong bằng Sông Cửu Long.

<small>~ Với những kết quả được các nhà khoa học nghiên cứu và út ra kết luận, liên hệ thực</small>

tiễn Cơng trình Ngân hàng Cơng thương Chỉ nhánh Sóc Trăng, trong phạm vi dé tai luận.

văn, ác giả sẽ tiến hành mô phỏng lại thực ế q tình thi cơng hỗ dio ting him bằng:

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

phương pháp số thông qua phin mềm Plaxs (các giai đoạn hi công gdm thi công tường

<small>vây tạm bằng cit Larsen, cũng hệthanh chẳng), xem xét ảnh hưởng trong quả trình đào</small>

đến ổn định của các cơng trình lân cận, xem xét sự ảnh hưởng đến khả năng chịu lực (chuyén vi của tring vây hỗ đảo

~ Việc bơm hạ mực nước ngằm trong hỗ đào có ảnh hưởng lớn đến độ lún, biển dạng của đất nén xung quanh và ảnh hưởng đến én định của cơng trình lần cận.

<small>~ Có nhiều dạng kết cầu tường vây để chin giữ hỗ đào, trong phạm vi đ tải luận văn tác</small>

giả chọn giải pháp chin giữ hỗ đảo bằng tưởng cử Larsen vì đây là loại được dàng phổ

<small>biển, sẵn có trên thị trường, ễ liên kết</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

'CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TAI TRỌNG TÁC ĐỘNG LEN KET CÁU CHAN GIỮ

<small>2.1 Các dang tai trọng và phân loại311.1 Phân loại tai trọng</small>

<small>“Tải trọng tác động và kết cầu thơng thường có thể chia làm 3 loại:</small>

<small>- Tải trọng vĩnh cứu (tái trọng tĩnh): là tải trong mà trong thời gian sử dụng kết cấu</small>

không biến đổi tị số, hoặc biển đổi của chúng so với trị số bình qn có thể bỏ qua

<small>p lực đấtkhơng tính. Ví dụ như trọng lượng bản thân kết c</small>

<small>~ Tải trọng kha biển (tải trọng động): là tai trọng mà trong thời gian sử dụng kết cấu có.</small>

<small>thể biến đổi trị số mà trị số biến đổi của chúng so với trị số bình qn khơng thể bỏ qua</small>

được. Vi dụ như ti trọng mặt sản, 6 tô, cần trục hoặc ti trọng xếp đồng vật liệu - Tai rong ngẫu nhiên: là tải trọng mà rong tồi gian xây dụng và sử dụng kế

<small>không nhất định xuất hiện, nhưng hễ có xuất hiện thì tị số ắt lớn và thời gian duy tà</small>

tương đối ngắn. Ví dụ như lực động đất, lực phát nỗ, lực va đập,

- Tải trọng thi công: 6 tô, cin câu, vật liệu xếp trên hiện trường, lực neo giữ tường cử...; = Nếu vật chắn giữ là một bộ phận của kết cầu chủ thể thi phải kể lực động đắt;

~ Tải trong phụ do sự biển đổi nhiệt độ và co ngét của bê tông gây ra. Tây theo kết cầu

<small>chin giữ hỗ móng khác nhau cũng như điều kiện đất nỀn mà các loại tai trong sẽ xuất</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

222 Tính áp lực đất lên tường chắn [4]

Khi nh toán ếtcầu chin giữ áp lự te động vào bé mặt của kế cu chắn giữ với thé dt te là áp lục đất. Độ lớn và quy luật phân bổ của áp lực dt có liên quan với các nhân 16 hướng và độ lớn của chuyển vị ngang của kết cầu chắn giữ, tính chất của đắt, độ cứng

<small>Và độ cao của vật kết cấu chin giữ, nhưng do việc xác định chúng khá phức tạp ngay</small>

<small>trong trường hop đơn giản nhất nên hiện nay vẫn ding lý thuyết Coulomb với những</small>

diều chính bằng số iệu thực nghiệm

<small>Áp lực đất tinh: như tường chắn đất cứng duy trì ở vị trí tỉnh tại bắt động (không bị dich</small>

chuyền) thi áp lực tác động vào tường gọi là áp lực đất tĩnh. Hợp lực của áp lực đắt tinh tác động trên mỗi mét đi trồng chắn đất biểu thị bằng Ep (kN), cường độ áp lực đất tinh biểu thị bằng po (KN/m?).

Ap lực đắt chủ động: nếu tường chấn đắt dưới tác động của áp lự đất lắp mà lưng địch

<small>chuyén theo chiều đắt lắp, khi đó áp lực đắt tác động vào tường sẽ từ áp lực dat tĩnh ma</small>

giăm dẫn đi, khi thé đắt ở sau tường đạt dn git hạn cân bằng, <small>ng tời sẽ xuất hiện</small>

mặt trượt liên te kim cho th đốt tage xuống, kh đó áp lực đt giảm đến giá tỉ nhỏ nhất, gọi là áp lực đắt chủ động, biễu thị bằng EA (kNím) và pa (kPa),

Áp lực đắt bị động: nếu tường chin đất dưới tác động của ngoại lực di động theo chiều dat lắp, khi đô áp lực dit tác động vào tường sẽ từ áp lực đắt tĩnh mà tăng lên, liên tục cho đến khỉ thé đất đạt đến giới hạn cân bằng, ng thời sẽ xuất hiện mặt trượtiên te,

<small>thể đất ở phía sau tường bị chèn diy lên. Khi d6 áp lực đất tăng tới tị số lớn nhất, gọi</small>

<small>(Qua trình bảy như trên có thể thấy, trong ba loại áp lực đất thi áp lực đắt bị động lớn</small>

nghiệm thực tiễn cho thấy, chuyển vị cin thiết khi phía sau lưng tường chin đạt đến áp

<small>lực đắt bị động lớn hơn rit nhiều áp lực đắt chủ động.</small>

2.21 Tỉnh áp lực đắt tinh

Nếu tường chin duy t tnh ti bắt động ở ngun vị tí của nó thi áp lực đắt tác động

<small>vào tường gọi là áp lực đất nh. Đắt ở phía sau tường chắn ở vào trang thi cân bằngdan hồi, áp lực đất tink có thể tinh theo công thức sau:</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Rankine |5] đã phát triển lý thuyết tính tốn ấp lực đắt. Lý thuyết Rankine cho rằng có

<small>thể ding tường chắn đắt để thay thé một bộ phận của thé đắt bán vô hạn mà không ảnh.</small>

hưởng đến tỉnh trang ứng suất trong thé đất. Do đó, cân bằng giới hạn theo lý thuyết Rankine, chi có một điều kiện biên ức à nh trạng bé mặt của thể đắt vô hạn mã không, kể đến điều kiện biên trên mặt tiếp xúc lưng tường với thé đắt.

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Z của mặt phẳng AB lấy một phân tổ nhỏ, ứng suất pháp tuyển là se, vì tiên mặt AB. đất bản vơ hạn lấy một mặt cá

Khơng có ứng suất cắt nên s„ sy đều là ứng suất chính. Khi th đất ở vào trang thải cân bing din hồi

Vong trên ứng suất (vòng tròn e) ở điểm nảy khơng tiếp xúc với đường bao cưở

trịn a) tigp xúc với đường bao cường độ, thé đất đạt đến cân bằng giới hạn. ss 4 lẫn

<small>lượt là ứng suất chính lớn nhất và nhỏ nhất, khi đó ta có trạng thi chủ động Rankine,</small>

trong thể đắt bai tổ mặt trượt làm thành góc kẹp 45° o/2 với mặt phẳng ngang. Khi sy khơng đối, s tăng lớn din, vịng trịn ứng suất (vòng tròn b) tiếp xúc với đường bao cường độ, thể đắt đạt đến cân bằng giới hạn. s,s in lượt à ứng suất chính nhỏ nhất và

<small>ốc kẹp 45°- @/2 với mặt phẳng ngang (như hình 2.1¢)</small>

2.2.2.2 Tinh áp lực đất chủ đồng Rankine

<small>Git ghayény</small>

a ef

HK, 204K, Hình 2.2 Tỉnh tốn áp ue đất chi động i động Rankine

Khi lưng trồng thing đứng, mặt đất lắp là nằm ngang thi có thể áp dụng lý thuyết cơn bằng giới hạn Rankine để tính tốn jp lực dt chủ động và áp lự đất bi động,

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

* Tinh áp lực đất chủ động Rankine

<small>Nếu lưng tường AB dưới tác động của áp lực đắt ma làm cho lưng tường tách khỏi đắt</small>

lắp di động ra ngồi tới A"B”, khi đó thể đắt sau lưng tường đạt đến trạng thái cân bằng

<small>giới hạn, tức là trạng thái chủ động Rankine. Khi đó, áp lực đắt chủ động được tính theo</small>

Từ cơng thức trên có thé thấy áp lực đắt chủ động p, phân bố đường thẳng theo độ sâu

<small>z. Hợp lực Ea của áp lực đất chủ động tác động trên lưng tưởng sẽ là diện tích của hình</small>

phân bố pa, vị tin điểm tác động ở chỗ trọng tâm của hình phân bổ.

E,=37H`K,(N/m) @16)

Ex tác động tại chỗ H,/3 cách mặt đất của tưởng chin

+ Đối với đất sét: tại vị trí có. <small>0, nh được độ cao của vùng chịu kéo là</small>

Vi giữa dit lp và lưng tường không thể chịu ứng suất kéo, do dé trong phạm vi lực kéo

<small>sẽ xuất hiện khe nức, khi tinh dp lục đắt chủ động trên lưng tường sẽ không xem xết đến</small>

RIK (Hh = YAK, Re G18)

<small>“Góc kẹp giữa mat trượt BC xuất biện trong thể đất sau lưng tường với mat phẳng ngang</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

2.3 Tịnh áp lực đắt bị động Rankine

"Nếu lưng tường AB bị đây về phía dat lắp dưới tác động của ngoại lực, khi dat sau lưng tưởng đạt trạng thái ôn bằng giới hạn a sẽ cổ trạng tái bị động Rankin. Khi đó ấp lực đắt bị động được tính theo cơng thức:

Từ cơng thức trên có thể biết, áp lực đất bị động pp phân bồ thành đường thẳng theo độ. siuz. Hợp lực Ep của áp lực đắt bị động tác dung trên lưng tường có thé tim được bằng

<small>cdiện tích hình phân bổ của pp</small>

Đổi với đắt các - E,=27HK,(KN/m) G20

Đôi với đất sét: yH`K, +2cH JK, (kN Im) (2.22)

<small>Ge kẹp giữa mt rugt BC xuất hiện ong th dit sau lưng tưởng với mặt phẳngngang là (45°- j2)</small>

2.2.3 Lý thuyết nh áp lực đắt Coulomb

<small>2.2.3.1 Nguyễn lồ cơ bản</small>

Lý thuyết tính tốn áp lực đất Coulomb [6] giả định tường chắn là cứng, dat lấp phía sau ít cát động đều, khi lưng tưởng dich chuyên tách xa thé đất hoặc đầy về phía

<small>tường là</small>

<small>thể đất, thể đắt phía sau tường sẽ đạt đến trang thái cân bằng giới hạn, mặt trượt của nó</small>

thơng qua hai tổ mặt phẳng ở chân tường B, một là mặt AB men theo hưng tường, mặt nữa là mặt BC hình thành ở trong thể đắc. Giá định nêm đắt trượt ABC là thể cứng, căn cứ vào điều kiện cân bằng của nêm dit ABC, theo bai toán phẳng sẽ giải được áp lực. đất tác dụng lên tường chấn đất

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

<small>Hình 2. 3 Tỉnh ốn áp lực đắt chủ động Coulomb</small>

2.2.3.2 Tinh áp lực đất chỉ động Coulomb

"Nếu tường chắn dudi tác dung của áp lực đất lắp dich chuyển ra ngoài tách rời khỏi đất

<small>lip, thé đất sau tường đạt đến trạng thái cân bằng giới hạn (trang thái chủ động), trong</small>

thể dat sinh ra hai mặt trượt AB và BC thông qua chân tường B. Nếu mặt trượt BC tạo. thành góc kẹp a với mặt phẳng ngang, xét một đơn vị độ dài tường chin, coi nêm đất

<small>trượt ABC được tách độc lập và xét đến điều kiện cân bằng tĩnh của nó.</small>

Các lực tác động vào nêm đắt trượt ABC có:

tie động của G đều đã bit;

<small>- Phân lực R của thể đắt ức động lên mặt trượt BC. R là hợp lực của ma sit TỶ trên mặt</small>

BC với hướng pháp NI, góc kẹp của nó với pháp tuyển của mặt BC bằng góc ma sát trong của dit. Bởi vì nêm đắt trượt ABC tương ứng với th đất bên phải của mặt trượt

<small>BC dịch chuyển theo chiều đi xuống, nên chiều của lực ma sát TI là đi lên, chiều tác</small>

~ Lực ác dung Q của trồng chin dit vào nêm đất, Góc kẹp của nó với pháp myễn ở

<small>lưng tường bằng góc ma sat 6 giữa lưng tường với nêm đất. Tương tự, bởi vì nêm đất</small>

trượt ABC tương ứng với lưng tường trượt theo chiều đi xuống, nên lực ma sát T2 của long ting nh ra ở mặt AB có chiều đi lên. Chiu tác dụng của Q đã biết, độ lớn chưa

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

“Từ điều kiện cân bằng inh của nêm đất trượt ABC, sau khỉ biến đồi ta tính được áp lực

<small>dat chủ động theo lý thuyết Coulomb như sau:</small>

H°K (kN Im) (2.22)

cos? .con(d-+0)| 1+ [SIE DSING=D) |

Nếu mặt dit lắp nim ngang, lưng tường thẳng đứng, ma lưng tưởng lại nhẫn thi ta sẽ có sau tưởng đạt đến trang thải cân bằng giới han, giả định mặt trượt là thông qua hai mặt Nếu dưới tác dụng của ngoại lực ma tường chắn bị diy vé phi

phẳng AB và BC ở chân tường. Ta tính được áp lực đắt bị động Coulomb theo công,

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

"Nếu mat đất lắp nằm ngang, lưng tường thẳng đứng, ma lưng tường lại nhẫn thì la sẽ có

K, =tan (45! +É<sub>là 2</sub>

2.3 Kết luận

~ Hiện nay có nhiễu lý thuyết tinh toán áp lực đắt lên tường chắn và nhiều phương pháp tính tốn kết cầu chin giữ hỗ đảo, Các phương pháp tinh này nghiệm được chuyển vi

<small>nội lực của tường vây và thanh chẳng. Tuy nhiên, rong quả trình tỉnh tốn đưa ra nhiều</small>

giả thiết để đơn giản việc tính tốn nên kết quả chưa thật sự phủ hop với thực tẾ.

<small>= Mơ hình đất được mơ phỏng tính tốn gồm nhiều loại như mơ hình Morh-Coulomb,Hardening Soil, Soft Soil (Cam-Clay).... Tùy theo từng dang cơng trình xây dựng màta lựa chọn mơ bình tinh tốn cho phủ hợp.</small>

~ Nội dung luận văn là phân tích én định, chuyển vị của hé đảo sâu với kich thước hố. đảo có chiều dai và chiều rộng chênh lệnh khơng nhiều. Do đó, tc giá chọn phần mềm

<small>Plaxis 2D để tính tốn.</small>

Kết qui tin bằng Plaxis 2D để so sinh với kết quả tỉnh bằng các phương pháp truyền thống. Kiểm tra én định móng cơng tình lần cận trong q tình thi cơng hồ đảo

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

'CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TỐN ON ĐỊNH HO DAO SÂU

3.1 Các phương pháp xác định hệ số an tồn trong phân tích én định hố đào.

<small>31.1 Phương pháp hệ số cường độ</small>

<small>Phương pháp này xét tới sự bất ồn định trong cường độ của đất và do đó cường độ của</small>

đất được giảm bởi hệ số an toàn. Nếu kí hiệu hệ số an tồn cho phương pháp này là FS.,

các thơng số trong phân tích ứng suất hữu hiệu sẽ như sau:

Sau khi tién hành phần tích cần bằng lực hoặc cân bằng momen sử đụng các thông:

số sau triệt giảm c „. $ „ hoặc s„„ như trên, ta có thê thiết kế chiều sâu chơn tường. Phương pháp này đặt hệ số an tồn ở nơi mà sự bắt ơn định lớn nhất có thể xây ra (đó là cường độ của đất) và do vậy là một phương pháp tương đối hợp li. Vì các thơng số sau triệt giảm sẽ làm giảm Ky và tăng K, nên sự phân bố của áp lực đất lên tường chắn sẽ bị thay đổi. Do vậy, phương pháp này chỉ khả th trong phân. tích ôn định và không thé áp dụng được cho phân tích ứng suất biến dạng

3.1.2 Phương pháp hệ số tải trong

Hệ số an toàn trong phương pháp hệ số tải trọng, kí hiệu FS), được định nghĩa như.

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

"rong đó, R là lực chống chịu và D là lực tác động, R và D cũng có th là momen chống

<small>chịu và momen tác động, hoặc khả năng chống chịu và ngoại lực, FS tính tới sự bắt ôm</small>

định tổng thể trong cường độ của đất, phương pháp phân tích, và ngoại lực. Các hệ số an tồn tình bày trong chương này phin lớn được xắc định từ phương pháp hệ số ti

4.1.3 Phương pháp hệ số ích thước

Giả sử rằng tường chắn ở trạng thái tới hạn và cường độ của đất được huy động. hồn tồn. Khi phân tích cân bằng lực (cần bằng lực ngang, cân bằng momen hoặc. các loại cân bằng lực khác), chiều sâu chôn tường ở trạng thái tới hạn có thể được

xác định. Chiề sau chơn tường thiết ké là:

<small>“Trong dé:</small>

<small>Fj là hệ số an toàn trong phương pháp hệ số kích thước,</small>

<small>Hy là chiều sâu chân tường tính tốn từ trạng thái tới hạn</small>

<small>Hg số an toàn thường được định nghĩa là én lực tác động hoặc</small>

hệ số giảm cường độ của dit. Công thức 3.4 phụ thuộc quá nhiễu vào kinh nghiệm và không thể biểu đạt hết ý nghĩa của hệ số an tồn. Do đó, việc sử dụng cơng thức này dễ mang tối kết quả không hop lỉ và không được khuyến khích sử dụng. Nếu sử dung cơng:

<small>thức này, việc kiểm tra chéo bằng phương pháp khác là cần thiết</small>

3.2 Các hình thức và cơ chế phá hoại của hổ đào

Có hai phương pháp phân tích phá hoại diy vào: phương pháp hệ chin đất tự do và phương pháp hệ chin đắt cổ định. Như minh họa trong hình 3.3a, phương pháp hệ chin đất tự do giải sử rằng phần ngàm của tường chin bị dịch chuyển một khoảng đáng kế

<small>dưới ác động của áp lực dit. Do đồ, áp lực đất trên tường ở trang thai ới hạn có thể</small>

<small>được giả sử như trong hình 3.3b.</small>

</div>