MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, các thành phố lớn của Việt Nam có tốc độ đô thị hóa rất nhanh, nhiều công trình cao tầng có tầng hầm đã được xây dựng. Việc xây dựng những công trình này dẫn đến sự xuất hiện hàng loạt kiểu hố đào sâu, cũng như các biện pháp chắn giữ nhằm ổn định thành vách hố đào trong quá trình xây dựng công trình. Đặc biệt, trong điều kiện công trình phải xây chen giữa các công trình khác, chúng ta phải đặc biệt chú ý đến ảnh hưởng của việc thi công hố đào đến các công trình lân cận.
Do đó, để xây dựng được những công trình có tầng hầm bên dưới công trình trong điều kiện thi công tương đối khó khăn như phải xây chen giữa các công trình khác, nên các nhà thầu thiết kế và thi công phải cần phải xem xét đến các vấn đề thiết yếu sau: - Chọn giải pháp chắn giữ để hố đào được ổn định trong quá trình thi công. - Khống chế chuyển vị của tường chắn, tránh gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận. - Biện pháp và thiết bị quan trắc sự dịch chuyển của tường chắn. - Dự tính mức độ ảnh hưởng đến công trình lân cận do dịch chuyển của tường chắn,… Trong tương lai, tại các thành phố lớn ở nước ta như: Hà Nội,Thành phốHồ Chí Minh…sẽ có rất nhiều công trình cao tầng có tầng hầm bên dưới được xây dựng trong điều kiện phải xây chen, rất khó khăn cho việc thi côngvới điều kiện địa chất phức tạp.
Chính vì thế, tác giả đã tiếp cận các số liệu của công trình Tòa nhà Ánh Quang Plazađể thực hiện đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định công trình lân cận" nhằmđể giải quyết được một phần nhỏ các vấn đề cần quan tâm nêu trên. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng hố đào của công trình Tòa nhà Ánh Quang Plaza đến các công trình lân cận. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Công trình Tòa nhà Ánh Quang Plaza. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu a.
Cách tiếp cận: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán và kiểm tra ổn định, biến dạng của hố đào sâu. - Thu thập các thông tin về hiện trạng, tài liệu địa hình, địa chất, tài liệu thiết kế công trình Tòa nhà Ánh Quang Plaza. - Sử dụng phần mềm Plaxis để phân tích, tính toán chuyển vị, biến dạng của tường vây trong quá trình thi công đào đất, so sánh với kết quả quan trắc. Phương pháp nghiên cứu: Trong quá trình nghiên cứu các mục đích nêu trên, tác giả đã lựa chọn các phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu về lý thuyết: Cơ sở lý thuyết về tính toán và kiểm tra ổn định, biến dạng của hố đào sâu.
+ Lý thuyết tính toán tường chắn liên tục trong đất. + Lý thuyết kiểm tra ổn định của hố đào sâu. + Lý thuyết tính toán chuyển vị của đất quanh hố đào sâu. - Quan trắc hiện trường: Quan trắc sự dịch chuyển của kết cấu chắn giữ thành hố đào (Tường liên tục trong đất).
- Mô phỏng: Sử dụng phần mềm mô phỏng Plaxis để phân tích, tính toán. Nội dung nghiên cứu: - Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu trong quá trình thi công bằng phương pháp Top - Down. - Thiết lập biểu thức và biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị ngang cực đại của tường chắn với bán kính ảnh hưởng do việc thi công hố đào gây ra theo từng giai đoạn thi công hố đào. - Phân tích ảnh hưởng của việc thi công hố đào sâu đến ổn định công trình lân cận là 2 móng nông.
- Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu tường chắn cắm vào đất đến chuyển vị của tường chắn và chuyển vị của đất nền xung quanh hố đào. Từ đó đưa ra giải pháp hạn chế chuyển vị của tường chắn và đất nền xung quanh hố đào, đảm bảo sự ổn định cho những công trình lân cận. Kết quả đạt được Từ các kết quả phân tích và nghiên cứu, thu được các quả kết quả như sau: - Đánh giá ổn định và biến dạng của hố đào sâu trong quá trình thi công bằng phương pháp Top - Down. - Thiết lập biểu thức và biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị ngang cực đại của tường chắn với bán kính ảnh hưởng do việc thi công hố đào gây ra theo từng giai đoạn thi công hố đào.
- Thiết lập biểu thức và biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị cực đại của tường chắn với độ lún của công trình lân cận trong quá trình thi công hố đào. Từ đó xác định được mức độ ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định các công trình lân cận. - Đưa ra giải pháp hạn chế chuyển vị của tường chắn và đất nền xung quanh hố đào, đảm bảo sự ổn định cho những công trình lân cận. - Từ cơ sở lý thuyết tính toán cho ta hiểu thêm về ảnh hưởng hố đào sâu đến công trình lân cận.
TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU 1. Tổng quan về hố đào sâu Thời gian qua, cùng với sự phát triển của cơ sở hạ tầng của đô thị Việt Nam, ngày càng nhiều công trình hố đào được xây dựng với nhiều mục đích khác nhau, từ đơn giản cho đến phức tạp chẳng hạn như: Hệ thống cấp thoát nước, hệ thống bể chứa và xử lý nước thải, bãi đậu xe ngầm, ga và đường tàu điện ngầm, tầng hầm dưới các nhà cao tầng,… Theo Terzaghi, Peck và các cộng sự đề nghị (1977), hố đào có thể được chia thành hai loại [1]: - Hố đào nông: Khi chiều sâu đào không quá 6m. - Hố sâu sâu: Khi chiều sâu đào lớn hơn 6m. Tuy nhiên, trong một số trường hợp chiều sâu đào của hố móng nhỏ hơn 6 m nhưng phải thi công trong điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn tương đối phức tạp thì vẫn phải ứng xử như hố đào sâu.
Căn cứ vào phương pháp thi công, hố đào có thể được chia thành hai loại: - Đào không có chắn giữ. - Đào có chắn giữ. Theo chức năng, kết cấu chắn giữ hố đào có thể được chia làm hai bộ phận chủ yếu là bộ phận chắn đất và bộ phận chắn giữ kiểu kéo giữ. - Bộ phận chắn đất:Được chia thành hai loại chủ yếu là kết cấu chắn đất thấm nước và kết cấu chắn đất ngăn nước.
+ Kết cấu chắn đất, thấm nước bao gồm các loại sau: Cọc thép chữ H hay chữ I có bản cài, cọc nhồi đặt thưa trát mặt xi măng lưới thép, cọc hai hàng chắn đất, chắn bằng đinh đất,. + Kết cấu chắn đất, ngăn nước bao gồm các loại sau: Tường liên tục trong đất, tường trộn xi măng đất dưới tầng sâu, cọc trộn xi măng dưới tầng sâu, giữa cọc đặt dày thêm cọc phun xi măng cao áp, tường vòm cuốn khép kín,… - Bộ phận chắn giữ kiểu kéo giữ:Ống thép hay thép hình chống đỡ (chống ngang), ống thép hay thép hình chống đỡ (chống chéo), thanh neo vào trong đất, chống đỡ bằng 4 bản sàn các tầng hầm (đối với những công trình thi công bằng phương pháp top - down), hệ dầm vòng chống đỡ. Một số loại tường vây thường sử dụng cho các công trình hố đào: - Tường chắn bằng đất trộn ximăng ở tầng sâu:Trộn cưỡng chế đất với ximăng (dạng dung dịch hoặc dạng bột), lợi dụng một số phản ứng hoá lý xảy ra giữa đất với xi măng, sau khi đóng rắn sẽ tạo thành tường chắn có dạng bản liền khối có cường độ nhất định. Loại tường chắn này thích hợp cho các loại công trình hố đào có chiều sâu đào từ 3 m đến 6m.
- Cọc bản thép:Dùng thép máng sấp ngửa móc vào nhau hoặc cọc bản thép khóa miệng bằng thép hình với mặt cắt chữ U hoặc Z. Dùng phương pháp đóng hoặc rung để hạ chúng vào trong đất. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ chắn giữ, chúng có thể được thu hồi và sử dụng lại. Loại tường này thích hợp cho các hố đào có độ sâu từ 3 m đến 10 m.
- Cọc bản bê tông cốt thép dự ứng lực:Dùng các cọc có chiều dài từ6 m đến 12 m hạ bằng phương pháp xói nước. Sau khi hạ cọc vào đất, trên đỉnh cọc đổ một dầm vòng bằng bê tông cốt thép đặt một dãy chắn giữ hoặc thanh neo. Loại tường này có thể dùng cho các hố đào có chiều sâu từ 3 m đến 6 m. - Tường chắn bằng cọc khoan nhồi:Dùng các cọc khoan nhồi có đường kính từ 0,6 m đến 1,0m, dài từ 15 m đến 30 m làm thành tường chắn theo kiểu hàng cọc, trên đỉnh cọc đổ dầm vòng bằng bê tông cốt thép.
Loài tường này thích hợp cho các hố đào có độ sâu từ 6 mđến 13 m. - Tường liên tục trong đất:Dùng các máy đào đặc biệt để đào thành hố đào thành những đoạn có độ dài nhất định (có dùng dung dịch bentonite để giữ ổn định), sau đó đem các lồng thép đã chế tạo sẵn đặt vào. Dùng ống dẫn đổ bê tông cho từng đoạn tường rồi nối các đoạn tường này lại với nhau bằng các đầu nối đặc biệt (ống đầu nối hoặc hộp nối) để tạo thành tường liên tục trong đất bằng bê tông cốt thép.Loại tường này thích hợp cho những hố đào có độ sâu từ 10 m trở lên hoặc trong những trường hợp điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn tương đối phức tạp, gây khó khăn cho việc thi công hố đào. Giới thiệu một số công trình hố đào sâu 1.
Trên thế giới [2] Tại thủ đô Mát-xcơ-va của nước Nga, một nhà để xe có quy mô xây dựng làdài 156 m, rộng 54 m, cao 27 m, 7 tầng, sức chứa 2. Để xây dựng công trình này,người ta đã đào 274.000m3 bêtông đổ tại chổ và 19.500m3bê tông cốt thép đúc sẵn. Các tường chịu lực được xây dựng trong 6 tháng bằng phương pháp tường trong đất. Ngoài ra, một nhà để xe khác được xây dựng ngầm 7 tầng, có kiến trúc hình tròn với đường kính 57m, sâu 28m, sức chứa 530 ôtô con, sàn trên cùng cách mặt đường phố 3m, các tầng được xếp theo đường xoắn ốc.
Đây là công trình được xây dựng bằng phương pháp giếng chìm. Công trình Cao ốc văn phòng Nguyễn Lâm [3] Hình 1.1 Phối cảnh công trình Cao ốc văn phòng Nguyễn Lâm. 6 Công trình Cao ốc văn phòng Nguyễn Lâmtọa lạc tại số 133,133A, 135A, 119/16/12, 109/22/12D, 109/22/12E, 119/16/22 Đường Dương Bá Trạc,Phường 1,Quận 8, Thành phố Hồ Chí Minh. Công trìnhdo công ty ACCCO thiết kế, gồm 2 tầng hầm, 1 trệt và1 lửng, 11 lầu, sân thượng và mái bê tông cốt thép, tổng diện tích sàn trên 9.
