Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng phân tích ảnh hưởng hạ mực nước ngầm đến ứng xử của tường barrette và đất nền quanh hố đào thi công bằng phương pháp bottomup

Phân tích ảnh hưởng hạ mực nước ngầm đến tường barrette và đất nền trong thi công bottom-up, giúp đánh giá rủi ro và hiệu quả thi công công trình.

• Tác giả: Nguyen Van Dung
• Người hướng dẫn: TS. Le Trong Nghia
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Phân tích ảnh hưởng hạ mực nước ngầm đến ứng xử của tường barrette và đất nền quanh hồ đào thi công bằng phương pháp bottom-up
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ VỀ HỐ ĐÀO SÂU
• 1.1. Đặc điểm hố đào sâu
• 1.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị hố đào
• 1.2.1. Tác động của sự thay đổi ứng suất trong nền
• 1.2.2. Kích thước hố đào
• 1.2.3. Tình trạng nước ngầm
• 1.2.4. Biện pháp thi công
• 1.2.5. Ứng suất ngang ban đầu trong đất
• 1.2.6. Đặc tính của đất
• 1.3. Một số sự cố công trình do hố đào sâu
• 1.3.1. Một số công trình trên thế giới và Việt Nam
• 1.3.2. Chuyển vị tường vây và đất nền trong hố đào sâu
• 1.3.3. Hạ mực nước ngầm ảnh hưởng đến chuyển vị đất nền
• 1.3.4. Dòng chảy trong đất
• 1.3.4.1. Phương pháp thoát nước mặt
• 1.3.4.2. Phương pháp giếng điểm
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tính toán lưu lượng nước chảy vào trong hố đào
• 2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.3. Phân tử tiếp xúc. Mô hình Hardening Soil cho tính toán PTHH sử dụng Plaxis
• 2.4. Tính toán dòng thấm theo phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) trong chương trình Plaxis
• 2.5. Ứng xử "Undrained" và "Drained"
• 2.6. Thông số đầu vào của đất nền công trình
• 2.7. Hệ số thấm K
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA VIỆC HẠ MỰC NƯỚC NGẦM ĐẾN CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG BARRETTE VÀ ĐẤT NỀN QUANH HỐ ĐÀO
• 3.1. Giới thiệu công trình nghiên cứu
• 3.2. Tổng quan về công trình
• 3.3. Địa chất công trình
• 3.4. Trình tự thi công hố đào
• 3.5. Phân tích hố đào công trình
• 3.6. Chuyển vị ngang thực tế công trình bằng quan trắc
• 3.7. Các thông số đầu vào
• 3.7.1. Phụ tải mặt đất
• 3.7.2. Thông số đầu vào địa chất
• 3.7.3. Thông số tường vây
• 3.7.4. Thông số thanh chống
• 3.7.5. Thông số sàn BTCT tầng hầm
• 3.8. Mô phỏng bài toán bằng phần mềm Plaxis
• 3.9. Kết quả kiểm chứng phân tích chuyển vị ngang tường vây và lún đất nền hố đào
• 3.10. Kết quả các giai đoạn thi công
• 3.11. Phân tích việc hạ mực nước ngầm ảnh hưởng đến chuyển vị tường vây và lún đất nền
• 3.12. Tổng quan hạ mực nước ngầm tại công trình
• 3.13. Mô phỏng bài toán hạ mực nước ngầm bằng phần mềm Plaxis
• 3.14. Phân tích độ lún đất nền và chuyển vị của tường vây ở trường hợp đào đất ở phase cuối
• 3.15. Kết quả mực nước ngầm thay đổi bên ngoài hố đào
• 3.16. Kết quả chuyển vị lún của đất nền theo lưu lượng bơm
• 3.17. Kết quả chuyển vị của tường vây theo lưu lượng bơm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG

Tóm tắt

I. Tổng quan về ảnh hưởng của hạ mực nước ngầm

Hạ mực nước ngầm là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ ổn định đất nền và tường barrette trong quá trình thi công bottom-up. Khi mực nước ngầm giảm, áp lực nước lỗ rỗng trong đất giảm, dẫn đến sự gia tăng độ lún đất nền và chuyển vị ngang của tường chắn. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng địa kỹ thuật của việc hạ mực nước ngầm đến kết cấu địa kỹ thuật xung quanh hố đào. Kết quả cho thấy, việc hạ mực nước ngầm không chỉ làm tăng độ lún đất nền mà còn gây ra chuyển vị ngang đáng kể của tường barrette, đặc biệt là ở khu vực gần đáy hố đào.

1.1. Tác động của hạ mực nước ngầm đến đất nền

Việc hạ mực nước ngầm làm giảm áp lực nước lỗ rỗng trong đất, dẫn đến sự gia tăng độ lún đất nền. Điều này đặc biệt nghiêm trọng trong các khu vực có đất yếu và mực nước ngầm cao. Nghiên cứu chỉ ra rằng, độ lún đất nền có thể tăng lên đáng kể khi mực nước ngầm giảm, gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận. Phương pháp phân tích địa kỹ thuật sử dụng mô hình Hardening Soil cho thấy, độ lún đất nền lớn nhất thường xuất hiện ở khu vực cách hố đào khoảng 5m.

1.2. Ảnh hưởng đến tường barrette

Tường barrette chịu tác động mạnh từ việc hạ mực nước ngầm, đặc biệt là chuyển vị ngang. Khi mực nước ngầm giảm, áp lực đất lên tường tăng, dẫn đến chuyển vị ngang lớn nhất ở khu vực gần đáy hố đào. Nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích kỹ thuật với phần mềm Plaxis cho thấy, chuyển vị ngang của tường barrette có thể vượt quá giới hạn cho phép nếu không được kiểm soát chặt chẽ. Điều này đòi hỏi các biện pháp thi công phù hợp để đảm bảo độ ổn định đất nền và kết cấu địa kỹ thuật.

II. Phương pháp thi công bottom up và ảnh hưởng địa kỹ thuật

Thi công bottom-up là phương pháp phổ biến trong xây dựng các công trình ngầm, đặc biệt là ở các khu vực đô thị đông đúc. Phương pháp này đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ mực nước ngầm để đảm bảo độ ổn định đất nền và kết cấu địa kỹ thuật. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp phân tích địa kỹ thuật để đánh giá ảnh hưởng địa kỹ thuật của việc hạ mực nước ngầm đến tường barrette và đất nền. Kết quả cho thấy, việc hạ mực nước ngầm không chỉ làm tăng độ lún đất nền mà còn gây ra chuyển vị ngang đáng kể của tường barrette.

2.1. Kỹ thuật thi công ngầm

Kỹ thuật thi công ngầm đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát mực nước ngầm và đảm bảo độ ổn định đất nền. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp phân tích kỹ thuật để đánh giá hiệu quả của các biện pháp thi công như giếng điểm và thoát nước mặt. Kết quả cho thấy, việc sử dụng các biện pháp này giúp giảm thiểu độ lún đất nền và chuyển vị ngang của tường barrette, đặc biệt là trong các khu vực có đất yếu và mực nước ngầm cao.

2.2. Phân tích kỹ thuật sử dụng Plaxis

Phần mềm Plaxis được sử dụng để mô phỏng và phân tích ảnh hưởng địa kỹ thuật của việc hạ mực nước ngầm đến tường barrette và đất nền. Nghiên cứu sử dụng mô hình Hardening Soil để đánh giá độ lún đất nền và chuyển vị ngang của tường barrette. Kết quả cho thấy, độ lún đất nền lớn nhất thường xuất hiện ở khu vực cách hố đào khoảng 5m, trong khi chuyển vị ngang lớn nhất của tường barrette xuất hiện ở khu vực gần đáy hố đào.

III. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu này đã phân tích ảnh hưởng địa kỹ thuật của việc hạ mực nước ngầm đến tường barrette và đất nền trong quá trình thi công bottom-up. Kết quả cho thấy, việc hạ mực nước ngầm không chỉ làm tăng độ lún đất nền mà còn gây ra chuyển vị ngang đáng kể của tường barrette. Để đảm bảo độ ổn định đất nền và kết cấu địa kỹ thuật, cần áp dụng các biện pháp thi công phù hợp và kiểm soát chặt chẽ mực nước ngầm. Nghiên cứu cũng đề xuất sử dụng phương pháp phân tích kỹ thuật với phần mềm Plaxis để đánh giá chính xác ảnh hưởng địa kỹ thuật của việc hạ mực nước ngầm.

3.1. Giá trị thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc đảm bảo độ ổn định đất nền và kết cấu địa kỹ thuật trong quá trình thi công bottom-up. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong các dự án xây dựng ngầm ở các khu vực đô thị đông đúc, đặc biệt là ở các thành phố lớn như TP.HCM. Nghiên cứu cũng cung cấp các giải pháp thi công phù hợp để giảm thiểu độ lún đất nền và chuyển vị ngang của tường barrette, đảm bảo an toàn cho các công trình lân cận.

3.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, nghiên cứu có thể mở rộng để đánh giá ảnh hưởng địa kỹ thuật của các yếu tố khác như tác động môi trường và kỹ thuật thi công đến tường barrette và đất nền. Ngoài ra, việc sử dụng các mô hình địa kỹ thuật tiên tiến hơn như Soft Soil hoặc Mohr-Coulomb cũng có thể được xem xét để nâng cao độ chính xác của kết quả phân tích. Nghiên cứu cũng có thể áp dụng các công nghệ mới như IoT và AI để theo dõi và kiểm soát mực nước ngầm trong quá trình thi công.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển đô thị hiện đại, việc khai thác không gian ngầm ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt tại các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh. Theo ước tính, các công trình hố đào sâu với độ sâu lên đến 14,3m và diện tích mặt bằng lớn đang được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển hạ tầng. Tuy nhiên, quá trình thi công các hố đào sâu trong điều kiện địa chất phức tạp, đặc biệt là nền đất yếu và mực nước ngầm cao, đã gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng như chuyển vị ngang của tường vây và lún đất nền vượt giới hạn cho phép, ảnh hưởng đến an toàn các công trình lân cận.

Luận văn tập trung phân tích ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm trong quá trình thi công hố đào sâu đến ứng xử của tường Barrette và đất nền xung quanh, nhằm đảm bảo sự ổn định cho công trình và khu vực lân cận. Nghiên cứu được thực hiện trên công trình thực tế tại TP. Hồ Chí Minh với quy mô 22 tầng cao và 3 tầng hầm, sử dụng phương pháp thi công Bottom-up với hệ thống tường vây dày 0,6m và ba hệ chống shoring. Mục tiêu cụ thể là lựa chọn thông số địa chất phù hợp, mô phỏng chuyển vị ngang tường vây và lún đất nền, đồng thời đánh giá tác động của việc hạ mực nước ngầm thông qua so sánh kết quả mô phỏng với số liệu quan trắc thực tế.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác của các mô hình phân tích, góp phần giảm thiểu rủi ro trong thi công hố đào sâu, bảo vệ an toàn công trình và môi trường xung quanh, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và thi công các công trình ngầm trong điều kiện địa chất phức tạp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết dòng chảy trong đất và mô hình cơ học đất nền Hardening Soil. Lý thuyết dòng chảy mô tả các loại dòng chảy có thể xảy ra dưới chân tường vây, bao gồm dòng chảy qua khe hở, dọc theo mặt tiếp xúc và dưới chân tường, ảnh hưởng trực tiếp đến áp lực nước và chuyển vị đất nền. Các phương trình tính toán lưu lượng nước thấm qua tường vây được xây dựng dựa trên các mô hình toán học như elip và hyperbol, với các biến số đặc trưng như chiều sâu tường, chiều dày lớp thấm và hệ số thấm.

Mô hình Hardening Soil được sử dụng để mô phỏng ứng xử cơ học của đất nền trong quá trình thi công. Đây là mô hình đàn hồi - dẻo, tuân theo quy luật hyperbol, cho phép mô phỏng chính xác biến dạng dẻo và đàn hồi của đất cát và sét quá cố kết. Các thông số chính bao gồm mô đun biến dạng thứ cấp Eso, mô đun tiếp tuyến Esa, số mũ m trong quan hệ ứng suất-biến dạng, mô đun biến dạng Ey và các thông số cơ lý như lực dính và góc ma sát trong. Mô hình này được hiệu chỉnh dựa trên kết quả thí nghiệm nén ba trục thoát nước tiêu chuẩn và nén một trục, đảm bảo tính thực tiễn và độ chính xác cao trong phân tích.

Ngoài ra, phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được áp dụng thông qua phần mềm Plaxis để mô phỏng quá trình thi công hố đào, phân tích chuyển vị ngang tường vây và lún đất nền. Phương pháp này cho phép mô hình hóa tương tác kết cấu - đất với các điều kiện biên phức tạp, đồng thời tích hợp các thông số địa chất và thủy lực thực tế.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm hồ sơ khảo sát địa chất công trình thực tế tại TP. Hồ Chí Minh, số liệu quan trắc chuyển vị ngang tường vây và lún đất nền trong quá trình thi công, cùng các thông số kỹ thuật của tường vây, thanh chống và sàn bê tông cốt thép tầng hầm. Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ dữ liệu thu thập từ công trình với độ sâu hố đào 14,3m, sử dụng hệ thống ba thanh chống shoring.

Phương pháp phân tích chính là mô phỏng phần tử hữu hạn bằng phần mềm Plaxis, sử dụng mô hình Hardening Soil để mô phỏng đất nền và mô hình phần tử tiếp xúc để mô phỏng tương tác giữa tường Barrette và đất nền. Quá trình nghiên cứu được thực hiện theo timeline từ tháng 01 đến tháng 06 năm 2014, bao gồm các bước: thu thập và xử lý số liệu thực tế, thiết lập mô hình phân tích, hiệu chỉnh thông số mô đun biến dạng đất dựa trên phân tích ngược so sánh với số liệu quan trắc, phân tích ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm đến chuyển vị và lún đất nền, cuối cùng là tổng hợp kết quả và đề xuất giải pháp.

Phương pháp chọn mẫu và phân tích được lựa chọn nhằm đảm bảo tính chính xác và khả năng ứng dụng thực tiễn cao, đồng thời giúp kiểm chứng độ tin cậy của mô hình thông qua so sánh với số liệu thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chuyển vị ngang tường vây lớn nhất tại đáy hố đào: Kết quả quan trắc thực tế và mô phỏng cho thấy chuyển vị ngang của tường Barrette đạt giá trị lớn nhất gần khu vực đáy hố đào, với giá trị chuyển vị có thể lên đến khoảng vài milimet, vượt quá giới hạn cho phép trong một số giai đoạn thi công.

2. Lún đất nền xung quanh hố đào đáng kể: Lún mặt đất xung quanh hố đào được ghi nhận lớn nhất cách tường vây khoảng 5m, với mức lún tăng dần theo thời gian thi công và mức độ hạ mực nước ngầm. Số liệu quan trắc cho thấy lún có thể đạt đến vài centimet, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến các công trình lân cận.

3. Ảnh hưởng rõ rệt của việc hạ mực nước ngầm: Việc hạ mực nước ngầm trong quá trình thi công làm giảm cao độ nước ngầm bên ngoài hố đào, dẫn đến tăng chuyển vị ngang tường vây và lún đất nền xung quanh. Mức độ ảnh hưởng tỷ lệ thuận với lưu lượng bơm hút nước, với sự gia tăng chuyển vị và lún lên đến 20-30% so với trường hợp không hạ mực nước.

4. Hiệu chỉnh mô đun biến dạng đất phù hợp: Phân tích ngược cho thấy mô đun biến dạng Eʸ' = 2300 kN/m² và E = 3Eʸ' trong khu vực địa chất nền cát cho kết quả mô phỏng sát với số liệu thực tế nhất, giúp nâng cao độ chính xác của mô hình phân tích.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của chuyển vị và lún đất nền là do sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng khi hạ mực nước ngầm, làm tăng ứng suất hữu hiệu trong đất nền, dẫn đến biến dạng dẻo và lún đất. Kết quả mô phỏng bằng mô hình Hardening Soil cho thấy khả năng mô phỏng chính xác các hiện tượng này, phù hợp với các nghiên cứu trước đây trên thế giới.

So sánh với các công trình tương tự tại các thành phố lớn như Hà Nội, Penang hay Sarawak, kết quả nghiên cứu khẳng định tầm quan trọng của việc kiểm soát mực nước ngầm và lựa chọn thông số mô hình phù hợp để đảm bảo an toàn thi công. Việc sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp hiệu chỉnh mô đun biến dạng đất giúp dự báo chính xác chuyển vị và lún, từ đó đưa ra các biện pháp thi công phù hợp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ chuyển vị ngang tường vây theo chiều sâu hố đào và biểu đồ lún đất nền theo khoảng cách từ tường vây, giúp trực quan hóa mức độ ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm và các giai đoạn thi công.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Kiểm soát chặt chẽ lưu lượng bơm hút nước ngầm: Đề xuất giảm lưu lượng bơm hút nước trong quá trình thi công để hạn chế sự hạ thấp mực nước ngầm quá mức, từ đó giảm chuyển vị tường vây và lún đất nền. Thời gian thực hiện: trong suốt quá trình thi công hố đào. Chủ thể thực hiện: nhà thầu thi công và tư vấn giám sát.

2. Sử dụng mô hình Hardening Soil hiệu chỉnh: Áp dụng mô hình Hardening Soil với thông số mô đun biến dạng đã hiệu chỉnh (Eʸ' = 2300 kN/m², E = 3Eʸ') trong các phân tích thiết kế và dự báo chuyển vị, giúp nâng cao độ chính xác và an toàn công trình. Thời gian: áp dụng trong giai đoạn thiết kế và giám sát thi công. Chủ thể: đơn vị thiết kế và tư vấn giám sát.

3. Lắp đặt hệ thống quan trắc chuyển vị và mực nước ngầm: Thiết lập hệ thống quan trắc liên tục để theo dõi chuyển vị tường vây và lún đất nền, cũng như biến động mực nước ngầm, nhằm phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường và điều chỉnh biện pháp thi công kịp thời. Thời gian: từ trước khi thi công đến khi hoàn thành công trình. Chủ thể: chủ đầu tư và tư vấn giám sát.

4. Áp dụng biện pháp chống thấm và gia cố đất: Sử dụng các biện pháp như cọc Jet Grouting hoặc tường chắn phụ trợ để giảm dòng chảy nước dưới chân tường vây, hạn chế sự mất ổn định đất nền và giảm chuyển vị. Thời gian: trong giai đoạn chuẩn bị và thi công hố đào. Chủ thể: nhà thầu thi công và đơn vị thiết kế.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình ngầm: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp phân tích chính xác, giúp kỹ sư lựa chọn mô hình và thông số phù hợp trong thiết kế tường vây và hệ thống chống giữ hố đào sâu.

2. Nhà thầu thi công hố đào: Các giải pháp kiểm soát mực nước ngầm và biện pháp thi công Bottom-up được trình bày chi tiết, hỗ trợ nhà thầu tối ưu quy trình thi công, giảm thiểu rủi ro chuyển vị và lún đất nền.

3. Chuyên gia giám sát và quản lý dự án: Hệ thống quan trắc và phân tích dữ liệu thực tế giúp chuyên gia giám sát đánh giá chính xác tình trạng công trình, từ đó đưa ra các cảnh báo và điều chỉnh kịp thời.

4. Nghiên cứu sinh và học viên ngành Địa kỹ thuật xây dựng: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng mô hình Hardening Soil, phương pháp phần tử hữu hạn và phân tích ảnh hưởng của hạ mực nước ngầm trong thi công công trình ngầm.

Câu hỏi thường gặp

1. Việc hạ mực nước ngầm ảnh hưởng như thế nào đến chuyển vị tường vây?
   Việc hạ mực nước ngầm làm giảm áp lực nước lỗ rỗng, tăng ứng suất hữu hiệu trong đất nền, dẫn đến chuyển vị ngang tường vây tăng lên đáng kể, đặc biệt gần đáy hố đào. Ví dụ tại công trình nghiên cứu, chuyển vị tăng khoảng 20-30% khi hạ mực nước.

2. Mô hình Hardening Soil có ưu điểm gì so với mô hình Mohr-Coulomb?
   Mô hình Hardening Soil mô phỏng chính xác hơn ứng xử đàn hồi - dẻo của đất nền, đặc biệt trong điều kiện đất mềm và quá cố kết, giúp dự báo biến dạng và chuyển vị sát thực tế hơn so với mô hình Mohr-Coulomb đơn giản.

3. Phương pháp Bottom-up trong thi công hố đào có điểm gì nổi bật?
   Phương pháp Bottom-up thi công từ đáy hố đào lên trên, kết hợp hệ thống tường vây và thanh chống, giúp kiểm soát chuyển vị và lún đất hiệu quả, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng đến công trình lân cận.

4. Làm thế nào để hiệu chỉnh mô đun biến dạng đất trong mô hình?
   Hiệu chỉnh dựa trên phân tích ngược so sánh kết quả mô phỏng với số liệu quan trắc thực tế, điều chỉnh mô đun biến dạng đến khi kết quả mô phỏng sát với chuyển vị và lún thực tế, như trong nghiên cứu với Eʸ' = 2300 kN/m².

5. Tại sao cần lắp đặt hệ thống quan trắc trong thi công hố đào?
   Quan trắc giúp theo dõi biến động chuyển vị và mực nước ngầm liên tục, phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường, từ đó điều chỉnh biện pháp thi công kịp thời, đảm bảo an toàn công trình và giảm thiểu rủi ro.

Kết luận

• Nghiên cứu đã phân tích thành công ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm đến chuyển vị tường Barrette và lún đất nền quanh hố đào sâu tại TP. Hồ Chí Minh.
• Mô hình Hardening Soil với thông số mô đun biến dạng hiệu chỉnh cho kết quả mô phỏng sát với số liệu quan trắc thực tế, nâng cao độ tin cậy trong thiết kế và thi công.
• Việc hạ mực nước ngầm làm tăng chuyển vị ngang tường vây và lún đất nền, ảnh hưởng đến an toàn công trình lân cận, cần được kiểm soát chặt chẽ.
• Đề xuất các giải pháp thi công và giám sát phù hợp nhằm giảm thiểu rủi ro, bảo đảm ổn định công trình và môi trường xung quanh.
• Các bước tiếp theo bao gồm áp dụng mô hình và giải pháp đề xuất vào các dự án thực tế, đồng thời phát triển hệ thống quan trắc tự động để nâng cao hiệu quả quản lý thi công.

Các đơn vị thiết kế, thi công và giám sát công trình ngầm nên áp dụng kết quả nghiên cứu này để nâng cao an toàn và hiệu quả thi công, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng cho các điều kiện địa chất và công nghệ thi công khác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN CÁC VAN DE VE HO ĐÀO SAU. Đặc điểm hỗ đào sâu.---s--c+ té HH Hà ng ng 4 1. Những yếu tô ảnh hưởng đến chuyến vị hố đảo. Tác động của sự thay đổi ứng suất trong nỀn.

Kích thước hồ da0. Tình trạng nước ngầm. Biện pháp thi CON. Ứng suất ngang ban đầu trong đất.

Đặc tính của đất.- - s-kttcvnS1111 11T H111 11T HT TH ng 6 1. Một số sự cỗ công trình do hồ đào sâu. Gv xxx eEskskskseree7 1. Một số công trình trên thế giới và việt nam.

Chuyén vi tường vây va đất nên trong hố đào SAU. Hạ mực nước ngâm ảnh hưởng đến chuyền vị đất nên. Dòng chảy trong đất. Phuong pháp thoát nước mat [ Ï |.

Phương pháp giếng điểm [I].---- ¿25 2S SESE£E£E£EEEE£E£EeEEEEErErkrkrrrreee 22 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LY THUY ÊƑT.- 5< s<-s<ss+ss+sseEsseEseetserssesesosessie 24 2. Tính toán lưu lượng nước chảy vao trong hố đào [13]. Phương pháp phần tử hữu hạn .---- 2 2 2 +E+E+E+E£EE£E£E£E+E£EE£E£ErErrrreree, 3l 2. Phan tử tiẾp XÚC.

Mô hình hardening soil cho tính toán PTHH sử dụng plaxis. Tính Toán Dong Tham Theo Phuong Pháp Phần Tử Hữu Han (Fem) Trong Chương Trình PÏAXIS. Ứng xử "Undrained" Và "Drained". Thông số đầu vào của đất nền công trình.

Hệ số thấm K. - tt E111 S191 919191 1 3 910111 1111111113 1111111 ki 46 CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP VA LỰA CHON MÔ HÌNH PHAN TÍCH DANH GIA TAC DONG CUA VIỆC HẠ MỰC NƯỚC NGAM DEN CHUYEN VỊ CUA TƯỜNG BARRETTE VA DAT NEN QUANH HO DAO. Goi thiệu công trình nghiÊn CUU. Tổng quan về công trình.

Địa chất công trình. Trình tự thi công hố đảo. Phân tích hố đào công trình. Chuyến vị ngang thực tế công trình bằng quan trắc.

Các thông số đầu Va0 v. Phụ tải mặt đất. Thông số đầu vào địa Chat. Thông số tường VAY.

Thông số thanh chống .---- + ¿2 +2 2 SE +E£E£E#EEE£E£E£ESEEEEEEEErkrrrree, 62 3. Thông số sàn BTCT tang ham. Mô phỏng bài toán băng phần mềm Plaxis. Kết quả kiểm chứng phân tích chuyển vị ngang tường vây va lún đất nền hỗ đào 67 3.

Kết quả dao các giai đoạn thi công. Phân tích việc ha mực nước ngầm anh hưởng đến chuyền vị tường vây va lún 0010 eee ccscscscscscssssesescscsssscscscscsvsscscscscsssscscscscsssscscscsvsssscscssssscssecscscssseeeeecens 80 3. Tổng quan hạ mực nước ngâm tại công trình wo. Mô phỏng bai toán ha mực nước ngầm bang phần mềm Plaxis.

Phân tích độ lún đất nền và chuyén vị của tường vây ở trường hợp đảo dat ở phase cuối (~ 4. Kết quả mực nước ngầm thay đối bên ngoài hố đào:. Kết quả chuyền vi lún của đất nền theo lưu lượng bơm:. Kết quả chuyền vi của tường vây theo lưu lượng bơm:.-- 86 KẾT LUẬN VÀ KIEN ïNGHỊ,.

90 TÀI LIEU THAM IKKHÁO.-< 5 5-5° 5° 5< << se SE EsEsES£ S5 EEsEseseseEeesesesesee 91 ix- DANH MUC HINH ANH, HINH VE Hình 1. Hình anh đất nên cạnh hồ dao công trình sụp Ino. Hiện trạng thi công công trình và ngôi nhà sập lân cận. Chuyén vi và biến dạng điển hình của tường trong hỗ dao sâu so sánh giữa thực tế và tính toán (Chang-Yu Ou, 1996[10]).

Đường biến dạng đề nghị dé đánh giá chuyền vị của đất cạnh hỗ đào cho các loại đất khác nhau (Clough & Rourke 1990) 10]. Dang tường của biểu đ chuyên vi (Hsieh & Ou 1998). Dạng 1 m của biểu đ chuyến vị (Hsieh & Ou 1998). Các loại dòng chảy c thể d n đến chuyền vị lún đất nên (by .--- ¿5 ¿5£ EE2SE+E£E£EE£E£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkerrred 13 Hình 1.

Mat bằng bồ trí khu vực nhà xung quanh hồ dao [12]. Mặt cat địa chất công trình Sarawak [ 12]. Hình ảnh khu vực nhà lân cận bị nứt và lún vỉa hè do lún đất nên. Sự thay đối cao độ mực nước ngầm so với khoảng cách hồ đảo [12].

Kết quả quan trắc chuyền vị lún đất nền so với khoảng cách hồ dao [12]. Hình anh thi công hỗ đảo tại công trình Penang. Mặt cat thi công hố đào tang ham công trình Penang [12]. Nước chảy dưới chân tường vay trong tang thắm nước vô han.

Nước chảy dưới chân tường vây trong tang thắm nước hữu hạn. Nước chảy dưới chân tường vây dai vô hạn trong tầng tham nước hữu hạn 26 Hình 2. Tường ngăn nước hé đào và toán đ xác định biến số f'. Tường ngăn nước hồ đào dài vô han và toán đ xác định biến số ?.

Tường ngăn nước hố đào hữu hạn và toán đ xác định biến số #'. E0 và E50 được xác định từ kết quả thí nghiệm nén 3 trục thoát nước tiêu chuẩn _. Phương pháp xác định Mô đun của đất từ kết quả nén 1 trục. Mô phỏng các quan hệ khi xác định Mô đun của đất khi chịu tải.

Mô đun nén 1 trục của sét cố kết thường trong gia tải ban dau theo anbu ăn 34 Hình 2. Ð thị quan hệ e — log Z và xác định các trị số m_. Đường cong hyperbol ứng suất-biễn dạng trong gia tải ban đầu của thí nghiệm nén 3 trục thoát nước tiêu CHUAN,. SG G1212 11121 1E 11111 reo 35 Hình 2.

Đường cong hyperbol xấp xỉ theo Kondner(1963) và Duncan (1970) [2]. Phương pháp xác định EUT. Biểu đ quan hệ giữa EO va Eur theo Duncan (1970). Mô tả dòng thấm liên tục trong đất.

Hệ số điều chỉnh lưu lượng thấm giữa khu vực đất bão hòa (a) và đất không 5108. Mặt bằng tong thể công trình: .-- - + ¿2£ S22 +E£E+E+E£EE£E£EzEzEerzrersred 49 Hình 3. Mặt bằngtường vây và hệ thanh chống đỡ hỗ m ng công trình (H400) ¬. Mặt cat địa chất công trình [3]_.

Biểu đ NSPT va dung trọng ướt. Các giai đoạn chính thi công hố đào. ----2-5- 52 2 scs+e+escee 58 Hình 3. Các mốc quan trắc trong quá trình thi công tầng ham.

Quan trac chuyển vị ngang tường vây tai các giai đoạn dao đất. Tổng quan mô phỏng bai toán trong plaxis .----¿-55555+ccs<scs¿ 63 Hình 3. Mô phỏng các giai đoạn thi công hồ đảo. B6 trí điểm phân tích chuyên vị lún của đất nền.

Kết quả các phase tính toán thi công hồ đào. So sánh chuyển vị ngang tường vây ứng với pha đào đất cao độ -3. So sánh chuyển vị ngang tường vây ứng với pha đào đất cao độ -7. So sánh chuyển vị ngang tường vây ứng với pha đảo dat cao độ -11.

So sánh chuyển vị ngang tường vây ứng với pha đào đất cao độ -14. So sánh chuyền vị lún đất nền theo thời gian thi công cạnh hồ đào. So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với EX’ =2000MN. So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với ES! =2100N„„.

So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với EX! =2200N. So sánh kết quả chuyển vị của tường vay ứng với EX’ =2300N. So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với EX’ =2400N. So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với EX’ =2500N.

So sánh kết quả chuyển vị của tường vây ứng với ES! =2600N„„. Kết quả chuyền vị ngang tường vây lớn nhất khi thay đối thông số E (ứng với pha đào đất cao độ -14. Mặt băng bố trí giếng thu hạ mực nước ngẫm. Độ sâu ha mực nước ngầm trong quá trình thi công hồ dao theo thời gian Hình 3.

Dòng thấm xuất hiện dưới chân tường vây quanh hồ đào (cao độ -7. Dòng thấm xuất hiện dưới chân tường vây quanh hồ dao (cao độ -11. Dòng thấm xuất hiện dưới chân tường vây quanh hồ đào (cao độ -14. So sánh độ sâu hạ mực nước ngầm trong quá trình thi hỗ dao.

So sánh mực nước ngầm thay đổi xung quanh hỗ đào (ứng với pha đào đất (oF: C06 (Onske) 10) “44a. So sánh cao độ hạ mực nước ngâm trong va ngoài hố đào (ứng với pha đào đất cao độ - 4.- k1 21 1T 511111111 111111111 H111 ngu rkg 85 Hình 3. So sánh chuyển vi mặt đất quanh hố đào (ứng với pha dao đất -14. So sánh chuyển vị ngang tường vây (ứng với pha đào đất cao độ -14.

So sánh chuyển vị ngang tường vây (ứng với pha đào đất cao độ -14.3m) sau khi hiệu chỉnh E và lưu lượng Q. -- GG SH ng vn 88 Hình 3. Kết quả chuyén vị ngang tường vây lớn nhất khi thay đổi lưu lượng nước chảy vào trong hé dao (ứng với pha đào đất cao độ -14.----5 s55: 89 -XII- DANH MỤC BANG Bảng 1.2 Hệ số thấm va bán kính ảnh hưởng,. Mối quan hệ giữa hệ số tham và Qw cho giếng điểm ( S_, 1988) [14].

Mối quan hệ giữa loại đất và Qw cho giếng điểm ( S_. Tong hợp các nét chính của mô hình HSM. Tương quan giữa mô đun biến dạng E theo Nopp. Quan hệ giữa Es và SU ou.

Giá trị hệ số vs theo Das, BLM.7: Bảng tham khảo giá trị sức chéng cắt theo tên đất và trang thái của đất từ thi nghiệm nén 3 trục theo các sod U-U và C-U [15]. Hệ số thắm k của một số loại đất theo Das, B. Hệ số thấm điển hình của dat theo N VE C (1983). Mô tả địa chất công trình [3].

Chỉ tiêu cơ lý của đất. Trình tự thi công phần ngầm thực tẾ.4 Tổng hợp thông số dia chat cho mô hình Hardening soil. Thông số đầu vào tường vây hồ đào (Diaphragm wall)_. Thông số đầu vào của thanh chống.----¿- ¿2-2 +6+EE+E+E+E+EeEeEersreei 62 Bảng 3.

Thông số đầu vào sản BTCT tầng ham. Quan trắc hạ mực nước ngầm .-- - + ¿%6 + SE SE£E£ESEEEEEEEEeErkrrrkred 81 Bang 3. Kết qua tính toán dòng thắm lớn nhất ở đáy hỗ đào trong các giai đoạn đào -]- PHAN MỞ DAU 1. Dat van dé: Chuyén vị ngang quá mức của tường vây va kết hợp với lún của bề mặt mat đất thường là những nguyên nhân chính gây ra thiệt hại của các tòa nhà lân cận.

Do đó, bắt buộc phải giảm thiểu tối đa chuyển vị tường vây va lún bề mặt đất trong quá trình dao hầm là mối quan tâm hang đầu dé bảo vệ tính toan vẹn của các công trình liên kê. Ngày nay cùng với sự phát triển về kinh tế, Nhu cầu sử dụng phần không gian dưới mặt đất dé xây dựng công trình ngày càng phố biến và bức thiết, nhất là trong các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh. Các công trình xây dựng này có phân kết cầu ngầm sâu trong đất. Điều này đã trở thành xu thế chính trong quá trình hiện đại hóa các thành phố lớn.

Vì vậy, hầu hết các công trường xây dựng được bao quanh bởi các tòa nhà xung quanh.