Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng tường vây đến biến dạng cọc trong hố đào sâu tại khu vực đất yếu Cần Thơ

• Tác giả: Hồ Hải Triều
• Người hướng dẫn: TS. Lê Trọng Nghĩa
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Ảnh hưởng độ cứng tường vây lên biến dạng cọc trong hố đào sâu tại đất yếu Cần Thơ
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
• 0.3. Ý nghĩa và giá trị thực tiễn của đề tài
• 0.4. Phương pháp nghiên cứu
• 0.5. Giới hạn phạm vi và đối tượng nghiên cứu
• 0.6. Hạn chế của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Sự cố cọc bị nghiêng lệch trong quá trình thi công hố đào sâu
• 1.1.1. Toàn cảnh sự cố các cọc ống bị nghiêng lệch và gãy Cao ốc Phường Thảo Điền, Quận 2, TP. Hồ Chí Minh
• 1.1.2. Sự cố các cọc ống bị nghiêng lệch và gãy – Cao ốc Khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng, Quận 7, TP. Hồ Chí Minh
• 1.1.3. Khu vực cọc bị nghiêng lệch – Công trình 13 tầng Khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng, Quận 7, TP. Hồ Chí Minh
• 1.1.4. Toàn cảnh hố đào – Công trình 15 tầng, Quận 8, TP. Hồ Chí Minh
• 1.1.5. Cọc bị nghiêng lệch khi tiến hành đào đến cao độ đáy đài - Công trình 15 tầng, Quận 8, TP. Hồ Chí Minh
• 1.2. Khu vực nghiên cứu
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG CỦA TƯỜNG VÂY LÊN BIẾN DẠNG CỦA CỌC BÊN TRONG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
• 2.1. Phân tích phần tử hữu hạn trong PLAXIS
• 2.2. Tạo mô hình
• 2.3. Chia lưới phần tử
• 2.4. Mô hình ứng xử của đất
• 2.4.1. Mô hình Morh – Coulumb (MC)
• 2.4.2. Mô hình Hardening Soil (HS)
• 2.4.3. Thông số đầu vào của đất nền
• 2.5. Đặc trưng vật liệu của tường vây và cọc
• 2.6. Đặc trưng vật liệu của phần tử dầm (wailing beam)
• 2.7. Đặc trị vật liệu của phần tử cọc (Pile)
• 2.8. Phần tử lò xo (Spring)
• 2.9. Các lỗi thường gặp với mô hình Plaxis 3D foundation
• 3. CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG CỦA TƯỜNG VÂY LÊN BIẾN DẠNG CỦA CỌC BÊN TRONG HỐ ĐÀO SÂU KHU VỰC ĐẤT YẾU CẦN THƠ
• 3.1. Phương pháp tính toán
• 3.2. Phân tích ảnh hưởng của cọc bên trong hố đào ứng với công trình thực tế
• 3.2.1. Các đặt điểm cơ bản của công trình
• 3.2.2. Số liệu địa chất công trình
• 3.2.3. Các thông số và mô hình vật liệu
• 3.2.3.1. Thông số đất sử dụng trong mô hình
• 3.2.3.2. Thông số tường vây và cọc
• 3.2.3.3. Thông số hệ chống bằng thép hình H350
• 3.2.3.4. Phụ tải mặt đất
• 3.2.3.5. Điều kiện mực nước ngầm
• 3.3. Mô hình tính toán trong Plaxis
• 3.3.1. Các bước mô phỏng bài toán trong Plaxis
• 3.3.2. Các Phase giải bài toán trong Plaxis
• 3.4. Ảnh hưởng của chuyển vị tường chắn đến chuyển vị cọc
• 3.5. Các kết quả tính toán
• 3.5.1. Chuyển vị ngang của tường chắn hố đào ứng với sự thay đổi của chiều dài tường
• 3.5.2. Chuyển vị của cọc bên trong hố đào khi thay đổi chiều dài tường chắn
• 3.5.2.1. Kết quả chuyển vị của cọc ứng với chiều dài tường chắn L = 22m
• 3.5.2.2. Kết quả chuyển vị của cọc ứng với chiều dài tường chắn L = 29m
• 3.5.2.3. Kết quả chuyển vị của cọc ứng với chiều dài tường chắn L = 36m
• 3.5.2.4. Kết quả chuyển vị của cọc ứng với chiều dài tường chắn L = 43m
• 3.5.3. Moment của cọc bên trong hố đào khi thay đổi chiều dài tường chắn
• 3.5.3.1. Kết quả Moment của cọc ứng với chiều dài tường chắn L = 22m
• 3.5.3.2. Kết quả Moment của cọc ứng với chiều dài tường chắn L = 29m
• 3.5.3.3. Kết quả Moment của cọc ứng với chiều dài tường chắn L = 36m
• 3.5.3.4. Kết quả Moment của cọc ứng với chiều dài tường chắn L = 43m
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng tường vây lên biến dạng cọc trong hố đào sâu tại khu vực đất yếu Cần Thơ. Với sự phát triển của các công trình ngầm, việc thi công hố đào sâu trong đất yếu đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật. Biến dạng cọc do chuyển vị ngang của đất có thể dẫn đến hư hỏng cọc, gây thiệt hại lớn. Nghiên cứu này nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của độ cứng tường vây đến biến dạng cọc, từ đó đề xuất giải pháp thiết kế và thi công hiệu quả.

1.1. Bối cảnh và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng độ cứng tường vây lên biến dạng cọc trong hố đào sâu tại Cần Thơ. Mục tiêu là xác định mối quan hệ giữa độ cứng tường vây và biến dạng cọc, đồng thời đưa ra các khuyến nghị thiết kế để giảm thiểu rủi ro trong thi công.

1.2. Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu giúp cải thiện hiệu quả thi công các công trình ngầm trong đất yếu, đặc biệt là tại Cần Thơ. Việc hiểu rõ ảnh hưởng độ cứng tường vây lên biến dạng cọc giúp tối ưu hóa thiết kế và giảm chi phí sửa chữa do sự cố.

II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) để phân tích ảnh hưởng độ cứng tường vây lên biến dạng cọc. Phần mềm Plaxis 3D Foundation được sử dụng để mô phỏng các điều kiện địa chất và thi công. Các thông số đầu vào bao gồm độ cứng tường vây, chiều sâu hố đào, và đặc tính đất yếu.

2.1. Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp PTHH được áp dụng để mô phỏng biến dạng cọc và chuyển vị tường vây. Các mô hình đất được xây dựng dựa trên dữ liệu địa chất thực tế tại Cần Thơ, bao gồm các lớp bùn sét, cát pha, và sét pha.

2.2. Mô hình hóa trong Plaxis

Phần mềm Plaxis 3D Foundation được sử dụng để mô phỏng các giai đoạn thi công hố đào. Các thông số như độ cứng tường vây, chiều sâu cắm tường, và tải trọng ngang được điều chỉnh để đánh giá biến dạng cọc.

III. Kết quả và phân tích

Kết quả nghiên cứu cho thấy độ cứng tường vây có ảnh hưởng đáng kể đến biến dạng cọc. Các thông số như chiều sâu cắm tường và bề dày tường được phân tích để đánh giá mức độ ảnh hưởng. Các biểu đồ chuyển vị ngang và mômen uốn của cọc được thiết lập để minh họa kết quả.

3.1. Ảnh hưởng của độ cứng tường vây

Kết quả cho thấy tường vây có độ cứng cao giúp giảm đáng kể biến dạng cọc. Các trường hợp tường dày 600mm, 800mm, và 1000mm được so sánh để đánh giá hiệu quả.

3.2. Chuyển vị và mômen uốn của cọc

Các biểu đồ chuyển vị ngang và mômen uốn của cọc được phân tích để xác định vùng ảnh hưởng. Kết quả cho thấy chiều sâu cắm tường càng lớn, biến dạng cọc càng giảm.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu kết luận rằng độ cứng tường vây là yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát biến dạng cọc trong hố đào sâu tại đất yếu Cần Thơ. Các giải pháp thiết kế như tăng bề dày tường và chiều sâu cắm tường được đề xuất để giảm thiểu rủi ro.

4.1. Giải pháp thiết kế

Đề xuất tăng bề dày tường vây và chiều sâu cắm tường để giảm biến dạng cọc. Các thông số này cần được tính toán kỹ lưỡng dựa trên điều kiện địa chất cụ thể.

4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng độ cứng tường vây trong các điều kiện địa chất phức tạp hơn, cũng như ứng dụng các công nghệ mới trong thi công.