Nghiên cứu tính toán ổn định và biến dạng công trình hố đào sâu trên nền đất sét yếu bảo hoà nước

24 Soá 10, thaùng 9/2013 24 Khoa hoïc Coâng ngheä NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH HỐ ĐÀO SÂU TRÊN NỀN ĐẤT SÉT YẾU BẢO HOÀ NƯỚC Lê Hoàng Việt * Tóm tắt Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu tính toán ổn định và chuyển vị hệ tường vây liên tục bằng bê tông cốt thép; chuyển vị nền đất xung quanh công trình hố đào sâu trong quá trình thi công bằng phương pháp phần tử hữu hạn (phần mềm Plaxis). Kết quả tính toán sẽ cho phép dự báo chuyển vị của nền đất xung quanh và dưới đáy hố đào; xác định phạm vi ảnh hưởng trong quá trình thi công hố đào đến các công trình lân cận và tương quan giữa chiều sâu hố đào với phạm vi ảnh hưởng xung quanh hố đào. Kết quả dự báo được kiểm chứng bằng số liệu đo đạc và quan trắc thực tế tại một công trình với điều kiện địa chất khu vực thành phố Hồ Chí Minh cho thấy tính đáng tin cậy. Từ khóa: Hố đào sâu; Tường vây; Ổn định; Chuyển vị; Phạm vi ảnh hưởng xung quanh hố đào. Abstract This article presents the results of calculation of stability and displacement of continuous diaphragm wall system of reinforced concrete; the displacement of the grounds neighbor to deep excavations during the construction using limited element methods (with the help of Plaxis software). Calculation results allow to predict the displacement of the bottom and neigbouring grounds of deep excavation; to identify the scope of influence during the excavation construction to nearby works and the correlation between the depth of excavation and the scope of influence around deep excavation. These forecast results are tested by measurements and observations at an actual work in Ho Chi Minh City. This shows the reli- ability of forecast results. Key word: Deep excavation; Diaphragm wall; Stability; Displacement; Influence around deep excavation. * Thạc sĩ, Khoa Xây dựng – Trường Đại học Xây dựng Miền Tây 1. Đặt vấn đề Trong thập niên qua, tại các đô thị lớn như Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh, tốc độ phát triển kinh tế và mật độ dân số tăng đáng kể, diện tích đất xây dựng ngày càng bị thu hẹp và hầu hết công trình cao tầng là xây chen. Để đáp ứng nhu cầu xây dựng các công trình phục vụ cho đời sống dân sinh ở các thành phố này, nhiều công trình ngầm được xây dựng và khai thác hiệu quả không gian ngầm dưới mặt đất như: tầng hầm trong các cao ốc, đường ngầm metro, Với đặc điểm địa chất khu vực TP. HCM là đất sét yếu bảo hòa nước có khả năng chịu tải rất thấp, việc lựa chọn giải pháp kết cấu cho tường chắn trong các công trình hố đào sâu phải đáp ứng các tiêu chí về độ cứng, chuyển vị của tường, chuyển vị của nền đất xung quanh hố đào và hiệu quả đầu tư là những vấn đề hết sức quan trọng. Hiện nay có rất nhiều giải pháp kết cấu tường chắn bảo vệ thành hố đào sâu: tường vây bằng cọc đất trộn xi măng, cọc bản thép, cọc bản bêtông cốt thép, tường chắn bằng cọc khoan nhồi, tường vây bê tông cốt thép (BTCT) liên tục trong đất, mỗi loại kết cấu tường chắn đều có những ưu và nhược điểm nhất định. Tuy nhiên, đối với đất sét yếu của khu vực TP.HCM, công trình có từ ba tầng hầm trở lên sử dụng loại kết cấu tường chắn là tường vây liên tục bằng BTCT liên tục sẽ có nhiều ưu điểm hơn. 1.1. Ưu điểm Thân tường có độ cứng lớn, tính ổn định cao, chịu tải trọng ngang lớn, chống thấm tốt và kết hợp làm kết cấu tường chắn hố đào với tường tầng hầm. Trong quá trình thi công công trình: giảm chấn động, tiếng ồn, ít ảnh hưởng các công trình xây dựng và đường ống ngầm ở lân cận, dễ khống chế biến dạng về lún trong phạm vi lún ảnh hưởng lân cận. Thi công nhanh và nền đất xung quanh hố đào khá ổn định. 25 Soá 10, thaùng 9/2013 25 Khoa hoïc Coâng ngheä 1.2. Nhược điểm Việc xử lý bùn bentonite không đảm bảo kĩ thuật sẽ làm ô nhiễm môi trường. Khi mực nước ngầm dâng lên nhanh, nếu tầng đất bên trên là lớp đất kẹp cát tơi xốp hoặc đất sét mềm yếu dễ dẫn đến sụt lở thành móng, lún mặt đất xung quanh, ảnh hưởng đến an toàn của các công trình lân cận. Nếu dùng tường vây BTCT liên tục trong đất chỉ để làm tường chắn đất tạm thời trong giai đoạn thi công phần ngầm thì giá thành cao. 2. Tổng quan các kết quả nghiên cứu Theo Peck (1969), độ lún ổn định xung quanh hố đào đạt 1% chiều sâu đào khi đào trong cát, sét trạng thái mềm đến cứng và hơn 2% cho sét yếu dày. Brian Brenner, David L. Druss và Beatrice J.Nessen (2006) cho rằng, tổng chuyển vị của đất nền t<[t0]=0,2 inch 5,08 mm thì việc đào đất xem như không ảnh hưởng tất cả công trình hiện hữu. Theo Clough và O’Rourke (2004), chuyển vị ngang lớn nhất đã chuẩn hoá maxu z với độ cứng của hệ tường chắn 4 EI h . Trong đó: E- module đàn hồi của tường I- moment chống uốn h- khoảng cách trung bình giữa các thanh chống Hệ số an toàn c uN SFS z p   Trong đó: z- chiều sâu hố đào  - trọng lượng riêng của đất nền p- tải trọng mặt đất S u - sức chống cắt không thoát nước của đất tại đáy hố đào N c - hệ số phụ thuộc vào kích thước móng Hình 2. Quan hệ giữa chuyển vị ngang và bề dày của tường chắn Với điều kiện địa chất của nền đất sét yếu bảo hòa nước ở TP.Hồ Chí Minh, kết quả nghiên cứu của các tác giả: Hà Quốc Dũng (2004), chuyển vị của tường theo kết quả tính toán lớn hơn kết quả quan trắc thực tế là 1,10÷1,83 lần, chuyển vị lớn nhất có xu hướng xảy ra ở vùng có độ sâu từ 0,8H-1,2H (H chiều sâu đào). Chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây bằng 0,28÷0,17% chiều sâu đào, tỉ lệ này giảm khi đáy hố đào vào các lớp đất tốt. Trần Thanh Tùng (2004), khi tính chuyển vị của tường trong đất lấy mô đun đàn hồi của đất dính E=375c u (c u là lực dính đơn vị không thoát nước), mô đun đàn hồi của lớp đất cát E=766N (N là chỉ số SPT) thì kết quả tương đối sát với quan trắc thực tế. 3. Giới thiệu công trình và đặc điểm địa chất 3.1. Giới thiệu công trình Công trình Times Square, địa điểm xây dựng: 22-36 Nguyễn Huệ và 57-69F Đồng Khởi, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP. HCM; xây dựng trên diện tích khu đất: 4.573m2; diện tích xây dựng: 4.435m2. Quy mô 46 tầng (3 tầng hầm + 43 tầng lầu) với tổng mức đầu tư hơn 125 triệu USD; chiều cao công trình: 163,8m; tổng diện tích sàn 65.630m2; sàn tầng hầm:12.900m2; sàn lầu 77.610m2; sàn mái 920m2. Chiều sâu tầng hầm 11,25m (3 tầng hầm). Kết cấu tường chắn tầng hầm là tường BTCT liên tục trong đất gồm có: lớp ngoài tường dày 0.6m (từ cos 0.0 đến -14m); lớp trong tường dày 0.8m (từ cos -4.5 đến -26 m); hai tường này cách nhau khoảng trống 0.35m; bên trong là vách tầng hầm dày 0,5m kề sát với tường chắn dày 0,8. Sàn tầng hầm nằm trên nền cọc khoan nhồi, đường kính cọc 1.2, chiều dài cọc trung bình 68m. Chiều dày bản đáy tầng hầm trung bình 2.5m. Hình 1. Quan hệ giữa chuyển dịch umax/z với độ cứng của tường 26 Soá 10, thaùng 9/2013 26 Khoa hoïc Coâng ngheä 3.2. Đặc điểm địa chất công trình Hình 3. Toàn cảnh công trình Time Square Hình 4. Mặt cắt địa chất Hình 5. Mặt cắt ngang công trình Bảng 1: Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền Tên đất Ký hiệu Đơn vị Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 7 CH1 SC SM1 CL1 SM2 CH3 SM3 Tên chỉ tiêu Chiều dài (m) 3 6 6.8 4.3 15.7 10.4 - Bùn sét dẻo mềm, dẻo chảy Cát pha sét dẻo mềm Cát mịn, Trung chặt vừa Sét lẫn bụi dẻo cứng Cát mịn, Trung chặt vừa Sét cát lẫn bụi, rất cứng Sét cát lẫn bụi, nửa cứng SPT N 2 ÷ 4 9 ÷17 10 ÷12 9 ÷23 35 ÷69 29 ÷38 30 ÷69 Độ ẩm W % 50.5 23.3 29.4 20.3 19.7 21.5 19.7 Dung trọng tự nhiên  g/cm3 1.63 1.89 1.90 1.87 1.94 2.07 2.02 Dung trọng đầy nổi ' g/cm3 0.65 0.92 0.95 0.90 1.00 1.10 1.05 Dung trọng bảo hòa sat g/cm3 1.65 1.92 1.95 1.90 2.00 2.10 2.05 27 Soá 10, thaùng 9/2013 27 Khoa hoïc Coâng ngheä Tỷ trọng Gs g/cm3 2.648 2.671 2.689 2.673 2.727 2.689 2.672 Hệ số rỗng e0 1.387 0.692 0.845 0.622 0.585 0.623 0.6 Độ rỗng n % 57.6 40.8 45.7 38.3 36.9 38.4 37.5 Độ bảo hòa S % 95.9 91.8 93.9 86.9 91.9 92.6 87.8 Giới hạn nhão WL % 54.5 27.2 44.4 - 52.6 41.6 Giới hạn dẻo WP % 26.3 15.6 22 - 25.4 20.5 Cắt trực tiếp C kg/cm2 0.127 0.079 0.213 0.048 0.762 0.314 0.048  độ 6040' 21038' 15058' 27045' 17030' 19025' 31012' Nén ba trục (U-U) Cu kg/cm2 - 0.071 0.25 0.049 0.885 0.517  u độ - 22030' 15007' 26024' 17045' 13012' Nén ba trục (C-U) Ccu kg/cm2 - - - 0.768 0.254 0.11  cu độ - - - 15046' 16039' 27057' C'cu kg/cm2 0.127 0.092 0.049 0.269 0.049 0.768 0.254  'cu độ 6.7 18.6 26.4 14.8 26.4 15.7 16.6 Hệ số thấm K cm/s 5.79E-09 5.79E-08 1.16E-07 2.31E-09 1.16E-07 1.160E- 10 2.31E-10 4. Cơ sở lí thuyết 4.1. Tính toán nội lực của tường chắn Xem tường có nhiều tầng chống là dầm liên tục gối tựa cứng (tức là gối đỡ không chuyển vị), đồng thời phải thành lập hệ thống tính toán tĩnh cho mỗi giai đoạn thi công như sau: Hình 6. Sơ đồ tính toán theo các giai đoạn thi công (a). Giai đoạn đào trước khi lắp chống A có thể coi tường chắn là một cọc côngxôn ngầm trong đất. (b). Giai đoạn đào trước khi lắp chống B, tường chắn là một dầm tĩnh định có hai gối, hai gối lần lượt là A và một điểm trong đất có áp lực đất tĩnh bằng không. (c). Giai đoạn đào trước khi lắp chống C, tường chắn là một dầm liên tục có ba gối. Ba gối lần lượt là A, B và một điểm áp lực không trong đất. (d). Giai đoạn đào trước khi đổ bê tông bản đáy, tường chắn là một dầm liên tục ba nhịp với bốn gối. 4.2. Tính toán ổn định nền ở đáy hố đào + Theo Terzaghi: trường hợp hố đào nông và rộng (h/b <1) có hai trường hợp cụ thể. Hệ số an toàn FS của đất đáy hố đào được tính : (a) (b (c) (d) - Chiều sâu lớp đất dưới đáy hố đào r > 0,7b: 5,7 2 u u cFS ch b          (1) - Chiều sâu lớp đất dưới đáy hố đào r < 0,7b: 5,7 u u cFS ch r         (2) Trong đó: c u là sức chống cắt không thoát nước của đất nền  là trọng lượng riêng của đất nền Hình 7. Cân bằng ổn định đáy hố đào (h/b<1) theo Terzaghi, 1943 Hình 8. Cân bằng ổn định đáy hố đào (h/b>1) theo Bejerrum, 1956 28 Soá 10, thaùng 9/2013 28 Khoa hoïc Coâng ngheä + Theo Bjerrum (h/b>1): c u N cFS h p   (3) Trong đó: Nc là hệ số sức chịu tải p là áp lực trên mặt đất xung quanh hố móng  là dung trọng của đất nền 4.3. Tính toán ổn định tổng thể của tường và khối đất trước - sau lưng tường + Phương pháp số: tính toán kiểm tra ổn định tổng thể phương pháp phổ biến là phương pháp phân mảnh. Giả sử mặt trượt trụ tròn xảy ra với tâm trượt O, bán kính r . Chia cung trượt AB thành n mảnh có bề rộng mỗi mảnh là bi (thường chọn bề rộng các mảnh bằng nhau dễ tính toán). Hình 9. Phương pháp phân mảnh, a) Phân mảnh khối trượt, b)Các lực tác dụng lên mảnh thứ i Tại trạng thái cân bằng giới hạn, tổng mômen gây trượt Mgt sẽ cân bằng với tổng mômen của lực chống trượt Mct dọc theo AB. - Mômen gây trượt là: M gt =SMi gt = STi * r (4) - Mômen chống trượt là: M ct= S Mi ct= S Si * r (5) - Hệ số ổn định trượt F được xác định như sau: n i i gt n i i ct M M F 1 1 (6) + Phương pháp phần tử hữu hạn: Sử dụng phần mềm Plaxis để tính toán kiểm tra ổn định theo phương pháp “Phi- C reduction”. Hệ số an toàn mequilibriuforneeded availableimum sf S SM .. max (7) Trong đó: S : sức chống cắt của đất; S maximum-availble : Sức chống cắt lớn nhất có thể có của đất theo điều kiện làm S needed . for.equilibrium : Sức chống cắt cần thiết đủ để cân bằng theo điều kiện làm việc. 5. Mô phỏng bài toán bằng plaxis 5.1. Mô hình tính toán Xác định kích thước hình học của mô hình bài toán. Theo đề nghị của J.E Bowels (1990), sơ đồ vùng ảnh hưởng của hố đào được chọn sơ bộ kích thước mô hình tính như sau: - Chiều rộng mô hình: W=B+Hw=50+31= 81m. - Chiều sâu mô hình: H=1.5B+Hw=1.5*50+31= 106m Chọn kích thước mô hình: 800x100m Bài toán đối xứng trục, vì vậy ta có thể mô hình bài toán đối xứng theo phương trục thẳng đứng. Trong đó thanh chống được mô phỏng bằng ½ chiều dài thật. Sử dụng mô hình Morh – Coulomb để tính toán. Hình 10. Mặt cắt ngang hố đào Hình 11. Mô hình bài toán 29 Soá 10, thaùng 9/2013 29 Khoa hoïc Coâng ngheä Bảng 2: Các số liệu sử dụng cho tính toán bằng phần mềm Plaxis MC: ký hiệu mô hình Morh – Coulomb Bảng 3: Các thông số của tường, sàn tầng hầm Bảng 4: Các thông số thanh chống Các thông số phục vụ tính toán Ký hiệu Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 7 Tên đất - Bùn sét dẻo mềm - dẻo chảy Cát pha sét dẻo mềm Cát mịn- trung chặt vừa Sét lẫn bụi dẻo cứng Cát mịn- trung chặt vừa Sét cát lẫn bụi, rất cứng Sét cát lẫn bụi, nửa cứng Mô hình - MC MC MC MC MC MC MC Trạng thái - Undrained Undraine d Drained Undraine d Drained Undraine d Undraine d Dung trọng trên mực nước ngầm (kN/m3)  16.3 18.9 19.0 18.7 19.4 20.7 20.2 Các thông số phục vụ tính toán Ký hiệu Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 7 Dung trọng đầy nổi(kN/m3) ' 6.5 9.2 9.5 9 10 11 10.5 Dung trọng dưới mực nước ngầm (kN/m3) sat  16.5 19.2 19.5 19 20 21 20.5 Hệ số thấm ngang (cm/s) kx=k y 5x10-6 5x10-5 10-4 2x10-6 10-4 10-7 2x10-7 Module biến dạng(kN/m2) Eoed 2721 25888 27540 20302 29640 29110 31251 Hệ số Poisson  0.35 0.3 0.25 0.3 0.25 0.3 0.3 Lực dính (kN/m2) c’ 10.7 7.2 2.9 16.9 1.0 16.8 15.4 Góc nội ma sát (độ)  ' 20.7 25.6 29.4 24.8 30.4 26.7 26.6 Góc giãn nở (độ)  0 0 0 0 0 0 0 Chiều dày lớp đất (m) H 3 6 6.8 4.3 15.7 10.4 - Thành phần Đơn vị Thông số Tường 600 Tường 800 Bản đáy Sàn hầm 1 & 2 Loại mô hình Material type Elastic Độ cứng dọc trục kN/m EA 1.5E+7 2.0E+7 6.25E+7 5E+06 Độ cứng chống uốn kNm2/m EI 0.45E+6 1.1E+6 3.25E+6 1.67E+04 Bề dày m d 0.6 0.8 2.5 0.2 Hệ số Poisson 0.2 0.2 0.2 0.2 Thanh chống Cao trình (m) Loại thanh chống Độ cứng dọc trục EA (kN) Khoảng cách (m) Thanh chống 1 -1.5 H300x300x10x15 2.457x106 5 Thanh chống 2 -4.0 H400x400x13x21 4.505x106 5 Thanh chống 3 -7.0 2H350x350x12x19 7.150x106 5 Thanh chống 4 -10.5 2H350x350x12x19 7.150x106 5 30 Soá 10, thaùng 9/2013 30 Khoa hoïc Coâng ngheä Bảng 5: Lực dọc trong thanh chống ở các giai đoạn thi công * Là các giá trị điều chỉnh; Các giá trị còn lại được đo trực tiếp trên các thanh chống bằng sensor. Bảng 5: Các phase tính toán theo các bước thi công Thanh chống Đào lớp 1 Đào lớp 2 Đào lớp 3 Đào lớp 4 Đào lớp 5 Trước kích Sau kích Trước kích Sau kích Trước kích Sau kích Trước kích Sau đổ BT Thanh 1 - -172.90 -147.60 -1210 -118.80 -94.29 -96.24 -91.13 -100.1 Thanh 2 -150* -45.16 -93.37 -61.74 -62.19 - 47.83 -71.29 Thanh 3 -200* -357.30 -241.3 -256.9 -327.7 Thanh 4 -250* -318.0 -372.4 BT Bản đáy -200* Initial phase 0 0 N/A 0 0 Tải ngoài 1 0 Staged construction 1 3 Tường cừ 2 1 Staged construction 4 5 Hạ MNN đến cos -3m 3 2 Staged construction 6 7 Đào lớp 1 dày 2m 4 3 Staged construction 8 12 Lắp thanh chống 1 5 4 Staged construction 13 14 Kích lực -150KN thanh chống 1 6 5 Staged construction 15 16 Hạ MNN đến cos -5.5m 7 6 Staged construction 17 18 Đào lớp 2 dày 2.5m 8 7 Staged construction 19 23 Lắp thanh chống 2 9 8 Staged construction 24 25 Kích lực -200KN thanh chống 2 10 9 Staged construction 26 29 Hạ MNN đến cos -8.5m 11 10 Staged construction 30 31 Đào lớp 3 dày 3m 12 11 Staged construction 32 44 Đổ liên kế hai tường 13 12 Staged construction 45 47 Lắp thanh chống 3 14 13 Staged construction 48 58 Kích lực -250KN thanh chống 3 15 14 Staged construction 59 62 Hạ MNN đến cos -12m 16 15 Staged construction 63 64 Đào lớp 4 dày 3.5m 17 16 Staged construction 65 69 Lắp thanh chống 4 18 17 Staged construction 70 73 Kích lực -200KN thanh chống 4 19 18 Staged construction 74 75 Hạ MNN đến cos -14m 20 19 Staged construction 76 77 Đào lớp 5 dày 2.75m 21 20 Staged construction 78 83 Đổ BTCT sàn đáy 22 21 Staged construction 84 86 Tháo thanh chống 4 23 22 Staged construction 87 88 31 Soá 10, thaùng 9/2013 31 Khoa hoïc Coâng ngheä 5.2. Kết quả tính toán 5.2.1. Chuyển vị đứng của tường Thời gian thi công hoàn thành tường vây 12 tháng Hình 12. Độ lún của nền sau 12 tháng (Uymax=125.52mm) Hình 13. a). Độ lún của tường dày 600 sau 12 tháng (Uymax=55.50mm) Hình 13. b). Độ lún của tường dày 800 sau 12 tháng (Uymax=51.38mm) 5.2.2. Chuyển vị ngang của tường và chuyển vị đứng của đất nền a) b) a) b) Hình 14. a). Chuyển vị ngang của tường dày 600 sau khi đổ BT bản đáy (Uxmax=19.24mm) Hình 14.b). Chuyển vị ngang của tường dày 800 sau khi đổ BT bản đáy (Uxmax=32.75mm) Hình 15. Chuyển dịch theo phương đứng của khối đất Uy 14cm Nhận xét: Tường dày 600 chuyển vị ngang lớn nhất Umax = -21.08mm tại chân tường (cao độ -14m) khi thi công đào xong lớp 5. Tường dày 800 chuyển vị ngang lớn nhất Umax = -33.41mm tại chân tường (cao độ -26m) khi thi công đào xong lớp 5. 5.2.3. Chuyển vị đứng của đất sau lưng tường Hình 16. Chuyển dịch theo phương ngang của khối đất Ux 13.5cm Hình 17. Quan hệ giữa chiều sâu đào và chuyển vị ngang của tường 600 32 Soá 10, thaùng 9/2013 32 Khoa hoïc Coâng ngheä Hình 18. Quan hệ giữa chiều sâu đào và chuyển vị ngang của tường 800 Hình 19. Quan hệ giữa chiều sâu đào và các bán kính vùng ảnh hưởng vùng lân cận Nhận xét: - Chuyển vị ngang lớn nhất của tường dày 600 1.53 H ở độ sâu 4.5m. - Quan hệ giữa U – H của tường dày 800 gần như là một đường tuyến tính, có chuyển vị ngang lớn nhất của tường 2.43 H ở độ sâu 26m. Hình 20. Quan hệ giữa chiều sâu đào và tỷ lệ H/Umax Nhận xét: - Bán kính ảnh hưởng bằng 5H÷10H (H chiều sâu đào). Chiều sâu đào gia tăng thì độ lớn và bán kính vùng chuyển dịch ngang càng lớn. - Tỉ số quan hệ giữa chiều sâu đào – chuyển vị ngang lớn nhất và tỉ số quan hệ giữa chiều sâu đào tăng, thể hiện qua phương trình đường thẳng có dạng như sau: y = 0.04185*x + 0.09669. 6. So sánh kết quả tính và kết quả quan trắc tại công trình 6.1. Chuyển vị ngang của tường khi thi công lớp 5 Hình 21. a) Chuyển vị ngang của tường dày 600 sau khi đào lớp 5 Hình 21. b) Chuyển vị ngang của tường dày 800 sau khi đào lớp 5 Hình 21. a) Chuyển vị ngang của tường dày 600 sau khi đổ BT bản đáy Hình 21. b) Chuyển vị ngang của tường dày 800 sau khi đổ BT bản đáy 6.2. Chuyển vị ngang của tường khi đổ BT bản đáy Nhận xét: Về hình dạng đường cong chuyển vị giữa kết quả tính toán và kết quả đo thực đồng dạng. Về giá trị chuyển vị ngang giữa kết quả tính toán và kết quả thực đo, kết quả tính toán lớn hơn kết quả thực đo: 1.35 ÷4 lần. Khi thi công ở các giai đoạn đầu, chuyển vị lớn nhất xảy ra ở vùng đỉnh tường và thi công ở các giai đoạn sau, chuyển vị lớn nhất có xu hướng xảy ra ở vùng có độ sâu từ (1.0 ÷1.2)H. Chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây bằng (0.20÷0.24)%H, tỉ lệ này giảm khi đáy hố đào vào các lớp đất tốt. a) b) a) b) 33 Soá 10, thaùng 9/2013 33 Khoa hoïc Coâng ngheä 7. Kết luận và kiến nghị 7.1. Kết luận Từ những kết quả nghiên cứu tính toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn (phần mềm Plaxis) và so sánh với kết quả quan trắc, đo đạc tại hiện trường Công trình Time Square, rút ra những kết luận sau: (1). Hình dạng của biểu đồ chuyển vị ngang giữa tính toán và kết quả đo được tại công trình là đồng dạng. Về giá trị giữa kết quả tính toán và kết quả thực đo lớn hơn: 1.35 ÷4 lần. (2). Chuyển vị ngang lớn nhất (Umax) của tường dày 600 1.53 H ở độ sâu 4.5m. (3). Quan hệ giữa chuyển vị (U) – chiều sâu đào (H) của tường dày 800 gần như là một đường tuyến tính, có chuyển vị ngang lớn nhất của tường 2.43H ở độ sâu 26m. (4). Tỉ số quan hệ giữa chiều sâu đào – chuyển vị ngang lớn nhất và tỉ số quan hệ giữa chiều sâu đào tăng (H – H/Umax), thể hiện qua phương trình đường thẳng có dạng như sau: y=0.04185*x + 0.09669. (5). Bán kính ảnh hưởng bằng 5H÷10H. Chiều sâu đào gia tăng thì độ lớn và bán kính vùng chuyển dịch ngang càng lớn. (6). Do sự ép ngang của tường khi đào đất hố đào và sự chênh lệch mực nước ngầm trong và ngoài hố đào, khối đất ở đáy hầm sẽ bị trồi. (7). Ổn định tổng thể của hố đào FS=2.31. 7.2. Kiến nghị (1). Thực hiện tính toán nhiều công trình tương tự bằng công nghệ Plaxis 3D, xem xét ảnh hưởng của chiều dài công trình tới sự làm việc của tường. Đồng thời xem xét ứng xử của nền đất xung quanh vị trí hố đào này. (2). Nghiên cứu nguyên lý làm việc của các khe nối các panel. (3). Cần phải tiến hành phân tích, tính toán bằng các thông số không thoát nước cho nhiều công trình có hố đào có tường chắn ở TP. HCM và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Từ đó, tìm được mối tương quan giữa chiều sâu đào và phạm vi ảnh hưởng của đất nền ngoài phạm vi hố đào cho nhiều loại đất khác nhau, các vùng khác nhau trong vùng khảo sát. Nhằm khuyến cáo các nhà thiết kế chọn giải pháp móng và tường chắn đạt yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế cao nhất. (4). Xác định mối tương quan khi dùng các thông số sức chống cắt không thoát nước và các thông số sức chống cắt thoát nước để tính toán phạm vi ảnh hưởng xung quanh hố đào sâu trong quá trình thi công. (5). Thiết lập mối quan hệ giữa chuyển vị ngang, đứng và bán kính ảnh hưởng đến các công trình lân cận trong quá trình thi công các công trình ngầm ở khu vực TP. HCM và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long. Tài liệu tham khảo Clough và O’Rourke . 2004. Kiểm soát những tác động của sự dịch chuyển đất trong xây dựng hầm đô thị. Tạp chí cầu đường Việt Nam. số 7. trang 18-23. Châu Ngọc Ẩn. 2008. Một vài điểm cần lưu ý khi thiết kế ổn định và thi công phần tầng ngầm. Hội thảo khoa học Công trình xây dựng có phần ngầm - bài học từ các sự cố và giải pháp phòng chống Tp.HCM. H.G. Kempfert, B. Gebreselassie. 2006. Excavations and Foundations in Soft Soils. Springer. Hà Quốc Dũng. 2004. Phân tích ứng xử đất và tường vây của hố đào trong điều kiện đất yếu ở Tp. Hồ Chí Minh. Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật.Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM. Lê Bá Lương, Pierre Larael, Nguyễn Thành Long, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục. 2001. Công trình trên đất yếu trong điều kiện Việt Nam. Nhà xuất bản Xây dựng. Lê Hoàng Việt. 2009. Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số không thoát nước xung quanh hố đào sâu trên nền đất yếu. Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật. Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM. “Liên hiệp khoa học địa chất – nền móng – vật liệu xây dựng” (UGEFEM). 2004. Báo cáo Khảo sát địa chất công trình của Công trình Khu nhà ở cao cấp Time Square. Plaxis finite element code for soil and rock analysis version 8.2. Trần Quang Hộ. 2005. Công trình trên đất yếu. Nhà xuất bản ĐHQG TP.HCM. Trần Thanh Tùng. 2004. Nghiên cứu phương pháp tính toán và kiểm tra ổn định công trình tường trong đất bảo vệ hai tầng hầm của nhà 14 tầng trên đất yếu ở Tp. Hồ Chí Minh. Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật. Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM.