ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG GĨC ĐẾN
CHUYỂN VỊ TƯỜNG VÂY TRONG MƠ PHỎNG 3D

CHUN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ SỐ: 60 58 60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2013


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Lê Trọng Nghĩa

Cán bộ chấm nhận xét 1

: .......................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2

: .......................................................................

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày………tháng………năm …….
Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. . ........................................................................

2. . ........................................................................
3. . ........................................................................
4. . ........................................................................
5. . ........................................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Chủ nhiệm Bộ môn quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Tp. HCM, ngày . . . . . tháng . . . . . năm 2013

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGUYỄN THỊ DUNG

Giới tính : Nữ

Ngày, tháng, năm sinh : 10/09/1988

Nơi sinh : Lâm Đồng

Chuyên ngành : Địa kỹ thuật xây dựng

MSHV: 12090353


Khoá (Năm trúng tuyển) : 2012
I- TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG GÓC ĐẾN
CHUYỂN VỊ TƯỜNG VÂY TRONG MÔ PHỎNG 3D
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Mở đầu: Giới thiệu nội dung nghiên cứu.
Chương 1: Tổng quan về chuyển vị tường vây.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết và phân tích chuyển vị của tường chắng hố đào bằng phương
pháp FEM.
Chương 3: Ứng dụng tính tốn cơng trình thực tế .
Kết luận và kiến nghị
II- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/06/2013
III- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/11/2013
IV- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. Lê Trọng Nghĩa
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TS. Lê Trọng Nghĩa

PGS.TS. Võ Phán



LỜI CẢM ƠN
Năm tháng học tập tại trường là thời gian bổ sung kiến thức, tiếp thu những
kiến thức mới, đó là cả q trình học tập rèn luyện cố gắng của bản thân. Và luận
văn tốt nghiệp là một bản tổng kết cho q trình đó, nó được hồn thành là sự tổng
hợp những gì đã học và tìm hiểu được. Để có được kết quả như ngày hơm nay cho
phép em gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến:
Thầy TS. Lê Trọng Nghĩa, người đã hướng dẫn trực tiếp, người đã luôn giúp
đỡ, quan tâm, động viên tinh thần trong q trình thực hiện đề tài.
Các thầy, cơ bộ mơn Địa cơ Nền móng - Khoa Kỹ thuật Xây Dựng - Đại học
Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh đã chỉ dẫn tận tình và truyền đạt những kiến thức cũng
như kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình em theo học tại trường.
Cảm ơn tất cả các bạn anh chị em đồng nghiệp, anh chị em học viên cao học
ngành Địa kỹ thuật xây dựng khóa 2012 về những đóng góp quý báu và cung cấp tài
liệu tham khảo phục vụ cho quá trình thực hiện luận văn cũng như trong quá trình
học tập.
Cuối cùng xin được gửi lời biết ơn đến gia đình, bố mẹ những người đã ln
động viên em trong suốt q trình học tập và cơng tác.
Do thời gian và trình độ hạn chế, chắc chắn đề tài cịn có nhiều thiếu sót, bản
thân em sẽ cố gắng hoàn thiện hơn nữa trong quá trình làm việc, nghiên cứu tiếp
theo và mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ thầy cơ và các bạn đồng nghiệp.

TP. Hồ Chí Minh, Ngày 10 tháng 11 năm 2013
Học viên
NGUYỄN THỊ DUNG


TĨM TẮT LUẬN VĂN
Ngày càng nhiều cơng trình cao tầng có tầng hầm được xây dựng bằng

phương pháp thi cơng tường vây. Do đó xác định chính xác chuyển vị tường vây là
một yếu tố quan trọng trong quá trình thi cơng. Trong các cơng trình có mặt bằng
lồi lõm, các góc xuất hiện thì yếu tố góc ảnh hưởng đến chuyển vị tường vây có
nhiều điều khác biệt so với các cơng trình vng cạnh. Do đó việc phân tích ảnh
hưởng của hiệu ứng góc là cần thiết. Luận văn tập trung phân tích ảnh hưởng của
yếu tố góc đến chuyển vị tường vây bằng việc sử dụng phần mềm Plaxis 3D mơ
phỏng cơng trình cao ốc “Limtower” ở Thành phố Hồ Chí Minh.Kết quả cho thấy
rằng ở vị trí đỉnh tường vây có chuyển vị tại góc lớn hơn cả chuyển vị ở bụng tường
vây (đặc biệt là ở những giai đoạn hố đào xuống sâu).Sự xuất hiện của những góc
lồi cũng làm gia tăng chuyển vị tường vây.Tại vị trí góc lồi, chuyển vị có dạng hình
cơng sơn,có chuyển vị ở cao trình đỉnh tường vây.Và qua đó cho thấy chiều dài
cạnh tạo nên góc ảnh hưởng đến chuyển vị tại góc. Thêm đó, với các bài tốn có
hình dạng đặc biệt phân tích bài tốn bằng 3D, cho ta thấy ứng xử của các góc mà
2D không thấy được.


ABSTRACT
Nowadays, more and more high buildings with basement are being built by
conducting with diaphragm wall method. Therefore, one of the important factors
during construction is to determine of diaphragm translocation. In some works with
rough surface and corner, the effect of corner to the diaphragm wall translocation is
having more different issues than that of square edge projects. Thus, it’s necessary
for us to analyse the impacts of corner effect. In this study, we concentrated to
analyse the effect of corner factor to the diaphragm wall translocation by using the
Plaxis 3D software to describe “the Limtower” located in Ho Chi Minh City. The
results have showed that at the top of diaphragm wall, the corner translocation is
greater than that in the middle of one (especially in the periods of deep excavation).
The appearance of protruding corner also makes the increasing of the diaphragm
wall translocation. At the protruding corner position, the translocation is cantilever
shape and the greatest movement is at the top of diaphragm wall. This result also

indicated that the length of the edge creating the corner effects the translocation at
the corner. In addition, it’s suitable to analyse some special projects using 3D
method instead of only 2D.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

.................................................................................................................1!

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG CHUYỂN VỊ TƯỜNG VÂY.............................................................3!
1.1!

Tổng quan ..................................................................................................3!

1.2!

Giới thiệu chung về tường vây...................................................................3!

1.3!

Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị tường vây hố đào và các nghiên

cứu liên quan...........................................................................................................5!
1.3.1! Tải trọng vùng lân cận ........................................................................5!
1.3.2! Độ cứng tường chắn và hệ chống đỡ ..................................................6!
1.3.3! Mực nước ngầm ..................................................................................8!
1.3.4! Áp lực đất và tính chất đất nền ...........................................................8!
1.3.5! Kích thước hố móng..........................................................................10!

1.3.6! Hiệu ứng góc .....................................................................................11!
1.4!

Nhận xét ...................................................................................................21!

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG
CHẮN HỐ ĐÀO BẰNG PHƯƠNG PHÁP FEM ...................................................22!
2.1!

Phân tích phần tử hữu hạn trong PLAXIS ...............................................22!

2.2!

Tạo mơ hình .............................................................................................24!

2.3!

Chia lưới phần tử......................................................................................25!

2.4!

Mơ hình ứng xử của đất ...........................................................................26!

2.4.1! Mơ hình Mohr – Coulumb (MC) ......................................................26!
2.4.2! Mơ hình Hardening Soil (HS)...........................................................30!


2.4.3! So

sánh


giữa

mơ

hình

Mohr

–Coulomb

và

mơ

hình

Hardening Soil ...............................................................................................37!
2.5!

Nhận xét ...................................................................................................37!

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH THỰC TẾ......................38!
3.1!

Tổng quan cơng trình ...............................................................................38!

3.2!

Số liệu địa chất cơng trình........................................................................38!


3.3!

Biểu đồ thể hiện quan trắc........................................................................40!

3.4!

Mơ phỏng bài toán ...................................................................................41!

3.3.1! Tường vây .........................................................................................41!
3.3.2! Kingpost ............................................................................................42!
3.3.3! Dầm mũ tường vây............................................................................42!
3.3.4! Hệ thanh chống .................................................................................43!
3.3.5! Phụ tải ...............................................................................................43!
3.3.6! Mực nước ngầm ................................................................................44!
3.3.7! Đất nền cơng trình.............................................................................44!
3.5!

Phân tích kết quả bài tốn ........................................................................48!

3.6!

Thiết lập mơ hình 2D cho bài tốn...........................................................57!

3.7 !

Thiết lập mơ hình 2(khơng có phần góc A, C).........................................62!

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................73!
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................74!

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG.......................................................................................76!


MỤC LỤC HÌNH!
Hình 1.1! Thi cơng tường vây bê tơng cốt thép .......................................................4!
Hình 1.2! Hình dạng tường vây khi thi cơng xong ..................................................4!
Hình 1.3! Phân bố áp lực đất lại dưới tác dụng tải trọng Qp ....................................5!
Hình 1.4! Phân bố áp lực đát lại dưới tác dụng tải trọng Qs ....................................6!
Hình 1.5! Đường cong thiết kế cho chuyển dịch tường lớn nhất Clough và
O’Rourk,1990) ............................................................................................................7!
Hình 1.6! Ảnh hưởng độ cứng của tường đến chuyển vị của tường........................8!
Hình 1.7! Ảnh hưởng của áp lực đất lên chuyển dịch của tường theo Terzaghi .....9!
Hình 1.8! Ảnh hưởng của chiều dài tường trên chuyển vịngang ...........................10!
Hình 1.9! Sự khác nhau giữa chuyển vị lớn nhất của tường trong các trường hợp
chiều dài tường phụ khác nhau .................................................................................11!
Hình 1.10! Phương án đào có mặt bằng là hình chữ nhật........................................11!
Hình 1.11! Các vùng ứng xử biến dạng phẳng và biến dạng không gian
trong hố đào ..............................................................................................................12!
Hình 1.12! Sự thay đổi của tỷ số biến dạng phẳng cho chuyển vị lớn nhất với
khoảng cách từ góc tới phần ước lượng hố đào với chiều dài tường chính là hằng số
và sự thay đổi chiều dài của tường phụ.[4] ...............................................................13!
Hình 1.13! Mối quan hệ giữa B/L và khoảng cách tính từ góc cho tỷ số biến dạng
khác nhau [4].............................................................................................................13!
Hình 1.14! Mặt bằng tịa nhà Hai- Hua với bố trí ống Inclinometer [4].................14!
Hình 1.15! Mặt cắt mesh lưới cho cơng trình [4] ....................................................14!
Hình 1.16! Chuyển vị theo độ sâu tại các ống I1, I2, I3 [4] ....................................16!
Hình 1.17! Kết quả chuyển vị tại ống IN04 [4] .......................................................16!


Hình 1.18! Kết quả chuyển vị tại ống IN05[4] ........................................................17!

Hình 1.19! Mặt bằng tịa nhà Cental Insurance và bố trí ống Inclinometer [7] .......18!
Hình 1.20! Mối quan hệ giữa chuyển vị lớn nhất tường vây và khoảng cách [7] ...19!
Hình 2.1! Các phần tử và nút trong một mơ hình 2D. Mỗi nút có hai bậc tự do,
được mơ tả bởi các mũi tên trong hình nhỏ hơn, (Wiberg, 1974).............................25!
Hình 2.2! Các bước phân tích phần tử hữu hạn (Wiberg, 1974)............................26!
Hình 2.3! Ý tưởng cơ bản của mơ hình đàn hồi - dẻo lý tưởng MC......................27!
Hình 2.4! Mặt ngưỡng dẻo MC trong khơng gian ứng suất chính (c=0) ...............28!
Hình 2.5! Xác định Eo và E50qua thí nghiệm nén 3 trục thốt nước ....................30!
Hình 2.6! Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng theo hàmHyperbolictrongthí
nghiệm nén 3 trục thốt nước....................................................................................32!
Hình 2.7! Các đường cong dẻo ứng với các giá trịγp khác nhau............................33!
Hình 2.8! Định nghĩa mơ đun Eoedref trong thí nghiệm nén cố kết .........................34!
Hình 2.9! Các mặt dẻo trong mặt phẳng !! ! !!của mơ hình HS ........................35!
Hình 2.10! Mặt dẻo trong khơng gian ứng suất chính của mơ hình HS (c=0).........35!
Hình 2.11! Đường cong biến dạng có kể đến sự kết thúc giãn nởtrong thí nghiệm 3
trục thốt nước ..........................................................................................................36!
Hình 3.1! Mặt cắt địa chất cơng trình ....................................................................39!
Hình 3.2! Mặt bằng bố trí các ống Inclinometer....................................................40!
Hình 3.3! Biểu đồ thu được khi quan trắc tại ống IN01 và IN02 ..........................40!
Hình 3.4! Mơ hình plaxis Foudation 3D mơ phỏng bài tốn .................................47!
Hình 3.5! Kết cấu tường vây và hệ thanh chống qua mơ phỏng Plaxis 3D ...........47!
Hình 3.6! Kết quả chuyển vị tường vây.................................................................48!
Hình 3.7! Biểu đồ chuyển vị tường vây khi quan trắc và mô phỏng (phase 10) ...50!


Hình 3.8! Vị trí các điểm phân tích.......................................................................51!
Hình 3.9! Biểu đồ chuyển vị tại A và C.................................................................51!
Hình 3.10! Biểu đồ so sánh chuyển vị tại A, C ở các phase hố đào ........................54!
Hình 3.11! Kết quả so sánh chuyển vị tại điểm A vàđiểm B..................................56!
Hình 3.12! Thiết lập mơ hình plaxis 2D ..................................................................57!

Hình 3.13! Biểu đồ chuyển vị tường vây qua các phase đào đất qua
mơ phỏng 2D.............................................................................................................61!
Hình 3.14! Vị trí các điểm phân tích tương đương trên mơ hình 2 .........................62!
Hình 3.15! Mơ hình plaxis 3D mơ phỏng bài tốn 2 ...............................................62!
Hình 3.16! Kết quả chuyển vị tường vây.................................................................63!
Hình 3.17! Biểu đồ so sánh chuyển vị các mơ hình tại các phase 4,6 .....................65!
Hình 3.18! Biểu đồ so sánh chuyển vị các mơ hình tại các phase 8,10 ...................66!
Hình 3.19! Biểu đồ so sánh chuyển vị tại góc A và tại điểm A’ .............................69!
Hình 3.20! So sánh chuyển vị tại góc C và tại điểm C’..........................................71!


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1! Độ dịch chuyển của tường ứng với loại đất.............................................9!
Bảng 1.2! Các thơng số đất của tịa nhà Hai- Hua .................................................15!
Bảng 1.3! Các thông số đất của tòa nhà Central Insurance [7] ..............................18!
Bảng 1.4! Một số nghiên cứu tính tốn tường chắn bằng phương pháp FEM .......20!
Bảng 2.1! Đặc trưng vật liệu đất trong mơ hình Mohr – Coulomb ........................29!
Bảng 3.1! Bảng phân loại và đặc điểm các lớp đất hố khoan BH2 ........................39!
Bảng 3.2! Các giai đoạn tính tốn ..........................................................................41!
Bảng 3.3! Thơng số đầu vào của tường vây ...........................................................42!
Bảng 3.4! Thông số đầu vào của kingpost .............................................................42!
Bảng 3.5! Thông số đầu vào của dầm mũ tường vây .............................................42!
Bảng 3.6! Thông số đầu vào của hệ thanh chống...................................................43!
Bảng 3.7! Hệ số thấm k của một số loại đất [2] .....................................................45!
Bảng 3.8! Giá trị điển hình của hệ số Poisson [3] .................................................45!
Bảng 3.9! Tính chất cơ lý chủ yếu của đất nền cơng trình .....................................46!
Bảng 3.10! Kết quả chuyển vị tường vây ở các phase đào đất tại D, B ...................49!
Bảng 3.11! Bảng so sánh chuyển vị giữa điểm A và C...........................................53!
Bảng 3.12! Kết quả so sánh chuyển vị tại điểm A và điểm B..................................55!
Bảng 3.13! Kết quả chuyển vị tường vây ở các phase đào đất khác nhau ...............58!

Bảng 3.14 !Kết quả so sánh chuyển vị tại điểm B và điểm B’.................................64!
Bảng 3.15! So sánh chuyển vị tại góc A và tại điểm A’ ..........................................68!
Bảng 3.16! So sánh chuyển vị tại góc C và tại điểm C’..........................................70!
Hình 3.20! So sánh chuyển vị tại góc C và tại điểm C’..........................................71



-1-

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
-

Để đáp ứng được mật độ dân số ngày càng tăng trong các thành phố lớn hiện

nay, việc xây dựng các toà nhà cao tầng, chung cư ngày càng nhiều, các cơng trình
xây dựng này phải có diện tích phần ngầm đủ lớn theo tiêu chuẩn quy hoạch và thiết
kế để phục vụ các hạng mục như bãi giữ xe, bãi chứa các thiết bị phụ trợ như hệ
thống điện, hệ thống nước, thậm chí cả khu vui chơi, giải trí … Và vấn đề đất đai
ngày càng thu hẹp, một số công trình dựng sẵn trước đó, khiến các cơng trình xây
dựng sau này chen vào giữa có cạnh bao quanh cơng trình khơng được thẳng do đó
vấn đề thi cơng sẽ khó khăn, và yếu tố nhiều góc cạnh sẽ ảnh hưởng đến chuyển vị
tường vây hố đào. Cho nên việc nghiên cứu ảnh hưởng của hiệu ứng góc đến
chuyển vị tường vây hố đào là một trong những vấn đề lớn cần được nghiên cứu và
xem xét.
- Trong nhiều nghiên cứu trước, chuyển vị của tường vây hố đào sâu phụ
thuộc nhiều vào các yếu tố như tải trọng, cách thi cơng hố đào, địa chất của cơng
trình, hình dạng của tường vây... Nghiên cứu này sẽ tiến hành mô phỏng hiệu ứng
góc ảnh hưởng đến chuyển vị của tường vây bằng plasix 3D
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài.

- Mục đích nghiên cứu của luận văn này là “Nghiên cứu ảnh hưởng của hiệu
ứng góc đến chuyển vị tường vây trong mô phỏng 3D”.
3. Ý nghĩa và giá trị thực tiễn của đề tài.
- Dự báo được chuyển vị hố đào, đặc biệt tại vị trí các góc hố đào sâu.
- Đưa ra được ảnh hưởng của hiệu ứng góc đến chuyển vị tường vây.
- Đưa ra giải pháp xây dựng mơ hình đất của hố đào sâu trong phần mềm
Plaxis 3D Foundation từ đó cung cấp kết quả chuyển vị sát ứng xử thực tế của
cơng trình hơn.


-2-

4. Phương pháp nghiên cứu.
- Tổng hợp các nghiên cứu trước đó.
- Sử dụng kết quả quan trắc thực tế của cơng trình đã thi cơng.
- Thiết lập các thơng số đầu vào và thành lập mơ hình trong Plaxis.
- Sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation phân tích ảnh hưởng của hiệu ứng
góc.
5. Hạn chế của đề tài.
Phạm vi nghiên cứu cục bộ. Số liệu dùng để nghiên cứu là kết quả quan trắc thực tế
từ cơng trình tại quận 1, Tp Hồ Chí Minh


-3-

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN
CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CHUYỂN
VỊ TƯỜNG VÂY
1.1 Tổng quan

- Kết cấu hố đào sâu thường được thi công trong vùng dân cư. Chuyển vị
đất nền phải thấp hơn giới hạn cho phép để tránh ảnh hưởng tới những kết cấu lân
cận. Chuyển vị của tường là yếu tố khó tiên đốn trước. Nó phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như thuộc tính địa chất, độ cứng của tường và hệ thanh chống, ảnh hưởng
của tải trọng, hiệu ứng góc, và một số ảnh hưởng khác.
- Cơng trình hố đào sâu bao gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau
như chắn đất, chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước, đào đất… trong đó, một khâu
nào đó gặp sự cố có thể sẽ dẫn đến cả cơng trình bị đỗ vỡ.
- Việc thi cơng hố móng ở các hiện trường lân cận như đóng cọc, hạ nước
ngầm, đào đất… đều có thể sinh ra những ảnh hưởng hoặc khống chế lẫn nhau, tăng
thêm các nhân tố để có thể gây ra sự cố.
- Cơng trình hố móng có giá thành khá cao, nhưng lại chỉ là có tính tạm thời
nên có khuynh hướng khơng muốn đầu tư chi phí nhiều. Nhưng nếu để xảy ra sự cố
thì xử lý sẽ vơ cùng khó khăn, gây ra tổn thất lớn về kinh tế và ảnh hưởng nghiêm
trọng về mặt xã hội.
1.2 Giới thiệu chung về tường vây
- Tường trong đất (Diaphragm wall) thường được gọi là tường Baret vì
tường được cấu tạo bở nhừng baret nối với nhau, giữa các baret có các gioăng
chống thấm. Các baret nối với nhau thành bức tường bê tông cốt thép ở trong đất.
- Độ dày tường vây tiêu chuẩn có các kích cỡ: 600mm, 800mm, 1000mm,
1200mm và 1500mm.


-4-

- Tường vây bê tông thép : Dùng máy đào đặc biệt để đào thành hố đào
thành những đoạn có độ dài nhất định, bùn trong hố đào phải được thổi sạch sau đó
thả lồng thép đã chế tạo sẵn xuống, dùng các ống dẫn đổ bê tông xuống cho từng
đoạn, nối các đoạn tường này vào bằng các đầu nối đặc biệt, dùng cho hố móng có
độ sâu từ 10 m trở lên hoặc trong điều kiện thi công tương đối khó khăn;


Hình 1.1 Thi cơng tường vây bê tơng cốt thép

Hình 1.2 Hình dạng tường vây khi thi công xong


-51.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị tường vây hố đào và các
nghiên cứu liên quan
1.3.1 Tải trọng vùng lân cận
- Tải trọng các cơng trình hiện hữu ảnh hưởng lớn đến việc phân bố lại áp
lực trong đất gây tác động đến chuyển vị tường vây.
- Theo Gerber (1929) và Spangler (1938) nghiên cứu áp lực đất theo
phương ngang được phân bố lại dưới tác động của tải trọng phân bố bên trên được
hiệu chỉnh bởi các hệ số m,n
- Với tải trọng tập trung:
m ≤ 0.4
0.28Q p
n2
σh =
H 2 (0.16 + n 2 ) 3

(1.1)
m ≥ 0.4
0.77Q p
m2n2
σh =
H 2 (m 2 + n 2 ) 3

(1.2)


Hình 1.3 Phân bố áp lực đất lại dưới tác dụng tải trọng Qp


-6-

- Với tải trọng phân bố

Hình 1.4 Phân bố áp lực đát lại dưới tác dụng tải trọng Qs

σh =

Qs
( β − sin β cos 2α )
H

(1.3)

1.3.2 Độ cứng tường chắn và hệ chống đỡ
- Thay đổi độ dày tường làm thay đổi độ cứng của tường làm giảm chuyển
dịch của đất bên ngoài hố đào. Tuy nhiên việc tường dày q chiếm diện tích lớn,
chi phí thi cơng tăng cao.
- Clough và O’Rourke(1990) dựa vào một số quan trắc về biến dạng của
một số hố đào đã lập thành bảng so sánh với độ cứng của tường chắn và tương quan
giữa hệ số an toàn với sự trồi nền.
- Đối với hố đào trong đất sét mềm tới cứng vừa, O’Rourke đã so sánh
chuyển vị ngang lớn nhất và chuẩn hóa (umax/z) với độ cứng của tường (EI/γh4).


-7-


Hệ số an
tồn chống
bùng nền

Hình 1.5 Đường cong thiết kế cho chuyển dịch tường lớn nhất Clough và
O’Rourk,1990)
Trong đó:
E: mơ đun đàn hồi của tường
I: mô ment chống uốn
H: khoảng cách trung bình giữa các thanh chống
- L. Sebastian Bryson và David G. Zapata-Medina ( 2012) đã mô phỏng 3D
để nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng của các loại tường đến chuyển vị của tường
tương ứng vớicác loại đất.


-8-

Hình 1.6 Ảnh hưởng độ cứng của tường đến chuyển vị của tường
- Long (2001) đã nghiên cứu và phân tích 296 trường hợp. Nghiên cứu chủ
yếu tập trung vào kết quả xác nhận của Clough và O'Rourke (1990) cho các vùng
đất cứng với δhm / H = 0,05-0,25% và δvm / H = 0-0,2%. Với đất sét mềm với hệ số
an tồn thấp, sự chuyển dịch của tường có thể lên tới δhm / H = 3,2%. Ông kết luận
biến dạng của hố đào sâu trong đất khơng dính cũng như trong đất sét cứng không
phụ thuộc nhiều vào độ cứng của bức tường và hệ chống đỡ. Độ cứng ảnh hưởng
đến biến dạng đáng kể khi đào sâu trong đất sét mềm với hệ số an toàn thấp. Ông
tìm ra một hệ số linh hoạt Addenbrooke’s để xác định được độ cứng tường và hệ
chống đỡ.
1.3.3 Mực nước ngầm
- Trong từng giai đoạn thi công hố đào, mực nước ngầm ảnh hưởng đáng kể
đến chuyển vị tường vây. Dòng thấm là nguyên nhân giảm áp lực nước ngầm, tăng

ứng suất hữu hiệu
1.3.4 Áp lực đất và tính chất đất nền
- Khi thi công hố đào sâu sinh ra áp lực đất chủ động và bị động, gây ra lực
ảnh hưởng đến chuyển vị tường vây.


-9-

- Theo nghiên cứu của Terzaghi (1954) trên nền cát với các đặc trưng khác
nhau cho ra kết quả chuyển vị tường vây khác nhau

Cát chặt

Cát rời

Góc xoay của tường

Hình 1.7 Ảnh hưởng của áp lực đất lên chuyển dịch của tường theo Terzaghi
- Các nghiên cứu của Raj (1999): liên quan đến chuyển dịch tịnh tiến của
đỉnh tường do đặc trưng quay của tâm quay do ảnh hưởng của sự gia tăng áp lực
đất. Như vậy, có thể thấy rằng lực xô ngang liên quan đến áp lực chủ động và bị
động của đất.
Bảng 1.1

Độ dịch chuyển của tường ứng với loại đất

Loại đất, trạng thái đất

Độ dịch chuyển của tường


Đất rời, trạng thái chặt

(0,001 ÷ 0,002)H

Đất rời, trạng thái rời

(0,002 ÷ 0,004)H

Đất dính, trạng thái chặt

(0,01 ÷ 0,02)H

Đất dính, trạng thái mềm

(0,02 ÷ 0,05)H

Với H là chiều cao của tường chắn (m)


-10-

1.3.5 Kích thước hố móng
- Hình dạng, kích thước hố móng ảnh hưởng đến sự phân bố chuyển vị của
đất xung quanh và bên dưới đáy hố móng.
- Hố đào càng sâu, ứng suất tổng giảm càng lớn và như vậy chuyển vị của
tường chắn càng lớn. Hố đào càng rộng, chuyển vị của tường chắn càng lớn.
- Phân tích theo mơ hình ứng suất hữu hiệu, MIT-E3 (Whittle và Kavvadas,
1994) có xét đến ảnh hưởng của chiều dài tường đến độ lún nền và chuyển vị ngang
của tường ứng với các chiều sâu tường là L=40m và 20m. Khi đào đến các cấp đào
H=2.5m, 5.0m, 10.0m, 15.0m, 22.5m cho đất OCR=1. Khi chiều sâu tường tăng dẫn

đến chuyển vị ngang của tường giảm, được thể hiện qua hình

Hình 1.8 Ảnh hưởng của chiều dài tường trên chuyển vịngang
- Tác giả Chang – Yu Ou trong quá trình nghiên cứu thành lập một quy
trình phân tích 3D phát triển trên chương trình máy tính khi phân tích bài tốn đào
sâu và thực hiện trên cơng trình cụ thể đã cho thấy ảnh hưởng của kích thước hố
móng


-11-

Hình 1.9 Sự khác nhau giữa chuyển vị lớn nhất của tường trong các trường hợp
chiều dài tường phụ khác nhau
- Với chiều dài tường phụ (B>20), khi giảm chiều dài của tường chính thì
độ lệch của tường sẽ giảm
1.3.6 Hiệu ứng góc
- Với những phương án hố đào sâu có mặt bằng đào là hình chữ nhật hoặc
hình vng thì chuyển vị tại góc là nhỏ nhất.

Hình 1.10 Phương án đào có mặt bằng là hình chữ nhật


-12-

Hình 1.11 Các vùng ứng xử biến dạng phẳng và biến dạng khơng gian trong hố đào
- Trong hình 1.11, ở hố đào hình chữ nhật biến dạng ở trung tâm cạnh dài
(mặt cắt 1-1) được xem là biến dạng phẳng.
- Ở vùng trung tâm cạnh ngắn (mặt cắt 2-2) , do bị ảnh hưởng của vùng góc
nên chuyển vị tường vây nhỏ hơn so với mặt cắt 1-1.
- Các ứng xử tại các góc (A ,B) cũng có ứng xử không gian nên chuyển vị

nhỏ hơn trung tâm của tường, nhưng góc E có chuyển vị lớn hơn góc B.
• Các nghiên cứu về 3D liên quan đến hố đào, ảnh hưởng của góc
- Cùng với việc nghiên cứu ảnh hưởng của kích thươc hố móng, Chang –
Yu Ou nghiên cứu và nhận thấy khi tăng chiều dài tường chính hay tường phụ, thì
sự ảnh hưởng của góc là không thể không kể đến.
- Với độ cứng theo phương ngang lớn, tường vây có ứng xử khơng gian
(hiệuứng góc). Trong khi các phương án tường chắn khác như soldier piles, cừ
larsen,cọc vây do độ cứng theo phương ngang bé nên khơng xét đến hiệu ứng góc.
- Chính vì vậy nên đối với tường vây, để thu được kết quả chính xác,
việc phân tích bài tốn khơng gian để xét đến hiệu ứng góc của tường vây cần được
thực hiện. Vấn đề này chỉ có thể thực hiện được bằng phương pháp phần tử hữu
hạn(FEM).