Phân tích ảnh hưởng hạ mực nước ngầm đến tường barrette và đất nền trong thi công bottom-up

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

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.

Phân tích ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm đến tường barrette và đất nền trong quá trình thi công bằng phương pháp bottom-up