Phân Tích Tác Dụng Của Hệ Tường Băng Cắt Ngang Trong Hố Đào Sâu - Nghiên Cứu Địa Kỹ Thuật Xây Dựng

Phân tích hiệu quả của hệ tường băng cắt ngang trong hố đào sâu, ứng dụng trong địa kỹ thuật xây dựng, qua luận văn thạc sĩ chuyên sâu.

• Tác giả: Nguyen Quang Son
• Người hướng dẫn: PGS. Chau Ngoc An
• 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 tác dụng của hệ tường băng (cắt) ngang trong hố đào sâu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hệ tường băng cắt ngang và hố đào sâu

Hệ tường băng cắt ngang là một giải pháp kỹ thuật quan trọng trong địa kỹ thuật xây dựng, đặc biệt khi thi công các hố đào sâu. Luận văn này tập trung phân tích hiệu quả của hệ thống này trong việc giảm chuyển vị ngang của tường vây. Hố đào sâu thường gặp nhiều thách thức về ổn định, và việc sử dụng tường băng cắt ngang giúp cải thiện đáng kể độ ổn định của công trình. Nghiên cứu này sử dụng phần mềm Plaxis 2D để mô phỏng và so sánh kết quả giữa các trường hợp có và không có hệ tường băng.

1.1. Đặc điểm của hệ tường băng cắt ngang

Hệ tường băng cắt ngang được thiết kế để tăng cường độ cứng và giảm chuyển vị ngang của tường vây. Cấu trúc này thường được bố trí theo phương ngang, tạo thành các khối liên kết chắc chắn. Trong hố đào sâu, hệ thống này giúp phân bố lại áp lực đất, giảm thiểu nguy cơ sụt lở. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc sử dụng tường băng cắt ngang làm giảm đáng kể chuyển vị ngang của tường vây, đặc biệt tại vị trí gần tường băng.

1.2. Ứng dụng trong hố đào sâu

Trong hố đào sâu, việc duy trì ổn định là yếu tố then chốt. Hệ tường băng cắt ngang được áp dụng rộng rãi nhờ khả năng kiểm soát chuyển vị ngang hiệu quả. Nghiên cứu sử dụng mô hình Plaxis 2D để mô phỏng các điều kiện địa chất khác nhau, từ đó đánh giá hiệu quả của hệ thống này. Kết quả cho thấy, chuyển vị ngang của tường vây giảm đáng kể khi có tường băng cắt ngang, đặc biệt tại các vị trí gần tường băng.

II. Phương pháp phân tích và mô phỏng

Luận văn sử dụng phương pháp mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D để phân tích hiệu quả của hệ tường băng cắt ngang trong hố đào sâu. Các thông số địa chất và kỹ thuật được nhập vào mô hình để đảm bảo độ chính xác. Kết quả mô phỏng được so sánh với dữ liệu thực tế từ các công trình tương tự, giúp đánh giá khách quan hiệu quả của hệ thống.

2.1. Mô hình hóa bằng Plaxis 2D

Phần mềm Plaxis 2D được sử dụng để mô phỏng hố đào sâu với và không có hệ tường băng cắt ngang. Các thông số đất nền, tường vây và tường băng được nhập vào mô hình. Kết quả mô phỏng cho thấy, chuyển vị ngang của tường vây giảm đáng kể khi có tường băng cắt ngang, đặc biệt tại các vị trí gần tường băng. Điều này khẳng định hiệu quả của hệ thống trong việc ổn định hố đào sâu.

2.2. So sánh kết quả mô phỏng và thực tế

Kết quả mô phỏng từ Plaxis 2D được so sánh với dữ liệu quan trắc thực tế từ các công trình tương tự. Sự tương đồng giữa hai bộ dữ liệu khẳng định độ chính xác của mô hình. Nghiên cứu chỉ ra rằng, hệ tường băng cắt ngang giúp giảm chuyển vị ngang của tường vây lên đến 30%, tùy thuộc vào chiều sâu và khoảng cách giữa các tường băng.

III. Kết quả và đánh giá hiệu quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy, hệ tường băng cắt ngang có hiệu quả cao trong việc giảm chuyển vị ngang của tường vây trong hố đào sâu. Hiệu quả này phụ thuộc vào chiều sâu của tường băng và khoảng cách giữa các tường băng. Nghiên cứu cũng đề xuất các thông số tối ưu để đạt hiệu quả cao nhất trong thi công.

3.1. Hiệu quả giảm chuyển vị ngang

Kết quả mô phỏng cho thấy, hệ tường băng cắt ngang giúp giảm chuyển vị ngang của tường vây lên đến 30%. Hiệu quả này đạt cao nhất tại vị trí gần tường băng và giảm dần khi tăng khoảng cách từ tường băng. Điều này khẳng định vai trò quan trọng của tường băng cắt ngang trong việc ổn định hố đào sâu.

3.2. Đề xuất thông số tối ưu

Nghiên cứu đề xuất các thông số tối ưu cho hệ tường băng cắt ngang, bao gồm chiều sâu và khoảng cách giữa các tường băng. Các thông số này được xác định dựa trên kết quả mô phỏng và phân tích, giúp đạt hiệu quả cao nhất trong thi công. Đề xuất này có giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ các kỹ sư trong việc thiết kế và thi công hố đào sâu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

a| DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHi MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA NGUYEN QUANG SON PHAN TICH TAC DUNG CUA HE TUONG BANG (CAT) NGANG TRONG HO DAO SAU CHUYEN NGANH: DIA KY THUAT XAY DUNG MA SO : 60.60 LUẬN VĂN THẠC S TP. Hô Chí Minh, tháng 6 năm 2013 r |||||||||||||||||||||||||||| bn ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYEN QUANG SON PHAN TICH TAC DUNG CUA HE TUONG BANG (CAT) NGANG TRONG HO DAO SAU CHUYEN NGANH: DIA KY THUAT XAY DUNG MA SO : 60.60 LUẬN VĂN THẠC S TP. Hô Chí Minh, tháng 6 năm 2013 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HO CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa hoc: PGS.CHAUNGOC AN Cán bộ chấm nhận xét 1: TS.

LÊ VĂN PHA Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. VÕ NGỌC HÀ Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Truong Dai học Bách Khoa, ĐHQG TP.H Ch Minh ngày 29 tháng 08 năm 2013 Thanh phan Hội đ ng đánh giá luận văn thạc sĩ: 1 GS. TRAN THỊ THANH 2 PGS. CHAU NGOC AN 3 TS.

LE VAN PHA 4 TS. VÕ NGOC HÀ 5 TS. DO THANH HAI Xác nhận của Chủ tịch hội đ ng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyền ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐÓNG TRƯỞNG KHOA GS.

TRAN THỊ THANH TS. NGUYEN MINH TÂM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TP. HCM CỘNG HÒAX HỘI CHỦ NGH A VIỆT NAM PHONG ĐÀO TẠO SDH Decl p-—T do-H nhph e NHIEM VU LUẬN VAN THẠC S Ho và tên học viên =: NGUYEN QUANG SON Phai : Nam Ngày thang năm sinh : 10/01/1986 Noi sinh : Bình Dinh Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mas ngành :60. TEND TÀI: Phân tích tác dung của hệ tường băng (cắt) ngang trong hỗ dao sâu.

NHIEM VỤ LUẬN VAN: 1. TONG QUAN: Đặc điểm chuyền vị của tường vay và sự cần thiết của hệ tường băng (cắt) ngang ; biện pháp này đã áp dụng ở đâu.LÝ THUYET: Tính toán hoạt động của hệ tường băng ngang giúp ôn địnhh đào. MÔ PHONG PHAN TÍCH : Phân tích bài toán băng phan mềm Plaxis (theo s liệu bài báo tham khảo). KẾT LUẬN, KIÊN NGHỊ II.

NGÀY GIAO NHIEM VU: 21/01/2013 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU: 21/06/2013 V. CÁN BỘHƯ NGD N: PGS. CHAU NGỌC AN Tp.

CÁN BỘHƯ NGD N CHỦ NHIEM BỘ MON ĐÀO TẠO PGS. CHÂU NGỌC ÂN PGS.TS VÕ PHÁN TRƯỞNG KHOA LOI CAM ON Trong suốt thời gian tham gia khóa hoc đào tạo thạc sỹ chuyên ngành Dia kỹ thuật xây dựng, tác giả đã tiếp thu được những kiến thức bồ ích phục vụ cho công việc của mình. Tác giả xin chân thành gửi lời biết ơn đến quý thầy cô trong bộ môn Địa cơ — Nền móng đã nhiệt tình giảng dạy cho mình trong thời gian qua. Đặc biệt tác giả xin chân thành cảm ơn Thay Châu Ngọc An đã giúp đỡ tác giả rất nhiều trong việc định hướng và hướng dẫn thực hiện luận văn này.

Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp Địa kỹ thuật xây dựng khóa 2011 đã hỗ trợ mình rất nhiều trong quá trình học tập. Xin chân thành cảm on! TP.HCM, ngày 21 thang 6 năm 2013 Học viên thực hiện NGUYÊN QUANG SƠN H TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ PHAN TÍCH TÁC DUNG CUA HE TƯỜNG BANG (CAT) NGANG TRONG HO DAO SAU TOM TAT: Dé tài luận văn tập trung phân tích đánh giá tac dụng hệ tường băng (cắt) ngang trong hồ đào sâu. Dựa trên kết quả quan trắc tác đã giả mô phỏng hồ đào sâu có xây dựng hệ tường băng (cắt) ngang bang phần mềm Plaxis 2D và sau đó so sánh kết quả chuyền vị ngang của tường vây với mô hình hỗ đảo không có xây dựng hệ tường băng (cắt) ngang. Kết quả là chuyển vị ngang của tường vây khi có hệ tường băng (cat) ngang nhỏ hơn khi không có hệ tường này.

Chuyển vị của tường vây nhỏ nhất tại vị trí xây dựng tường băng (cat) ngang va tăng dan khi tăng khoảng cách tính từ tường băng (cắt) ngang tới vị trí chính giữa hai tường này. Tác dụng làm giảm chuyền vị ngang tường vây của hệ tường băng ngang còn phụ thuộc vào chiều sâu va khoảng cách bố trí hệ tường này. ANALYSIS OF EFFECT OF CROSS WALLS IN DEEP EXCAVATION ABSTRACT: The thesis focuses on evaluating the effect of cross walls in deep excavation. Based on the results of observation, the author simulated an excavation with cross walls by Plaxis 2D software and then made a comparision of diaphragm wall deflection with no cross walls case.

As a result, the lateral diaphragm wall deflection of installed cross walls case was smaller than without cross walls case. The deflection of diaphragm wall was smallest at the location of the cross wall installed and then increased with the increasing distance from the cross wall, up to the midpoint between two cross walls. The effect of cross walls in reducing the letaral wall deflection was also dependent on the depth of cross walls and the cross wall interval. iii LOI CAM DOAN CUA TAC GIA LUAN VAN Tôi xin cam đoan: Ban Luan van tot nghiệp nay là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyét, kiên thức, sô liệu đo đạc thực tiễn và dưới sự hướng dẫn của: PGS.

Châu Ngọc Ấn Các sô liệu, mô hình tính toán và những kết quả trong Luận văn là hoàn toàn trung thực. Nội dung của bản Luận văn này hoàn toàn tuân theo nội dung của đề cương Luan văn đã được Hội đông đánh giá dé cương Luan văn Cao học ngành Dia Kỹ Thuật Xây Dựng, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng thông qua. Mot lan nữa, tôi xin khang định vê sự trung thực cua loi cam doan trên. IV MỤC LỤC LOI CẢM ON.

| TOM TAT LUẬN VĂN THAC SĨ. - c6 6S SE EEESESESESESESEEEEEEEEESkSErkrerereree Il LOI CAM DOAN CUA TÁC GIA LUẬN VAN .-- ¿c5 s32 EsEseseseseree II M9002 102 VII DANH MỤC BANG BIEU. - E531 91x 3111 8E E118 neo XIV DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU.- G3 E9E SE EESESESE SE segvrkes XV MO DAU wececccccccscccsscscscsssscscscscsscscscscsesscscscscscsscscscsvsvsscscsssvsssscscscsvsesscscacscsssssssscscesseeeeas | NỘI DUNGG. G52 1 1 1 1112131111511 1115 11111111 111111 111111011111 11 1111111011111 3 CHUONG 1: TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CỨPU.1 Giới thiệu về hệ tường băng ngang (cross wallS).2 Vẫn dé nghiên CỨU.

6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUY ÊTT. - 5 525252 SE‡E+E£EEEE£E£ESEEEEEEEErErErErrersred 7 2.1 Lý thuyết tính tường chan theo toán theo bài toán phân tích biến dạng phăng khi có hệ tường băng ngang [ Ì ].2 Lý thuyết áp lực đất chủ động, bị động .1 Phân loại áp lực ngang của Gat.2 Ly thuyết Mohr-Rankine .1 Đối với đất rời (CHO) ceeeeccccecesescesscscecessesscscececesvevscscsesecevavscsceevevaceseasevavaeees 12 2.2 Đối với dat dính (€ z Ö).---¿- - ¿56 ES£ S829 EE£ESEEEEEEE 1231212112121 1.1 Áp lực chủ động: .2 Ap lực bi động.3 Áp lực đất lên tường vây hố đảo.1 Trong đất Cat .2 Trong đất sét yếu Và VỪAa.3 Trong đất sét CỨng .4 Những hạn chế về các biểu đồ bao áp lực.5 Trong đất nhiều lớp.6 Biéu đồ áp lực theo TSCHEBOTARIOFF .4 Cơ học đất tới hạn.- - 6-1191 9 11119111 9 1111111111 1111291 ng ng ree 27 "4.3 Lộ trình Ung SUat .1 Hệ trục s-t của Lambe .2 Hệ trục cua Roscoe và cộng sự (1956).5 Mô hình đất nỀn.---- - ¿2 5£ SE2ESE E239 E E321 2121112112121 111 2111111 ce 34 2.1 Lý thuyết đàn hồi — dẻo áp dụng trong phần mềm Plaxis.2 Những mô hình đất cơ bản.--¿- - + 2 256 2E£E+E2EEEE2E£E#EEEEEEEEEEEEEEEEEErErkrree 36 CHƯƠNG 3: MO PHONG PHAN TÍCH.1 Giới thiệu công trình [1] [2] [3] .2 Điều kiện địa chất.----- xxx 19191 1E 911111 111 E111 11111181 ng ng rke 39 3.3 Quy trình thi công hỗ MON .4 KẾt quả quan trac .5 Mô phỏng băng Plaxis 2ÏD.1 Thông số đất nên.---- ¿+ 52 SE23SE SE E9 1232121121111 211111 211111111.2 Thông số mô hình của tường vây, sàn ham, thanh chong, tường băng ngang .3 Phụ tải ĐỀ mặt .6 Kết quả và phân tich .1 Khảo sát tại vi trí SÏ-.2 Khảo sát tại vị trí S-.3 Khảo sát chuyền vị ngang lớn nhất của tường vây tại các điểm khác nhau giữa hai tường băng ngang.7 Thay đối thông số chiều sâu tường băng ngang và khảo sát mô hình hồ dao.1 Khao sát tại Vi trí SÏ-.2 Khao sát tại Vi tri SO -1] .3 Khảo sát chuyền vị ngang lớn nhất của tường vây tại các điểm khác nhau giữa hai tường băng ngang.8 Thay đối thông số khoảng cách giữa hai tường băng ngang và khảo sát mô hình ¡00910001177 .1 Khao sát tại vi trí xây dựng tường băng ngang (d/L’= 0).2 Khảo sát tai vi tri chính giữa hai tường băng ngang (d/Lˆ=0.3 Khảo sát chuyền vị ngang lớn nhất của tường vây tại các điểm khác nhau giữa hai tường băng ngang. - - cọ re 102 KẾT LUẬN, KIÊN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TƯƠNG LLAI. 104 TÀI LIEU THAM KH ẢO.- -G- s6 531 9E 931128 311121 gxrkei 105 L LICH KHOA HC.

Ăn re 106 Vil DANH MUC HINH VE Hình 1.1 Hệ tường băng ngang chi thi công phan dưới mặt đáy hồ đảo .2 Hệ tường băng ngang thi công cả phan trên và dưới mặt đáy hó đào.3 Liên kết kiểu chữ T giữa tường băng ngang và tường chắn .4 Liên kết kiểu xây tách biệt giữa tường băng ngang và tường chắn.5 Liên nhờ vữa áp lực cao giữa tường băng ngang và tường chắn.6 Liên kết nhờ tắm ngăn cách giữa tường băng ngang và tường chăn .1 Mặt băng thể hiện chuyền vị ngang của tường vây khi có và không có hệ tường băng nØanE. --- - - - cọ nọ re 7 Hình 2.2 Sơ đồ tính tường chăn với hệ tường băng ngang .3 So đồ tính tường chắn tương đương với các lò XO.4 Sự thay đổi áp lực ngang của dat theo độ dịch chuyển của tường chan .5 Các trạng thái cân bằng giới hạn dẻo của Rankine .6 Vòng tron Mohr cho áp lực chủ động trong dat dính.7 Ly thuyết nêm của Coulomb .8 Ap lực bị động trong điều kiện thoát nước .------ - + scs+scceẻ 21 Hình 2.9 Áp luc phân bố lên tường vây trong cát theo Peck (1969) .10 Áp lực phân bố lên tường vây trong sét yếu và vừa theo Peck (1969) .11 Áp lực phân bố lên tường vây trong sét cứng theo Peck (1969).12 Hồ đào qua địa chất nhiều lớp đất.13 Biểu đỗ áp lực theo Tsehebotarioff.14 Vòng tròn Mohr ứng suất điển hình và đường bao sức chỗng cắt ở trạng thái giới hạn cho các thí nghiệm UU, CU và CD trên các mẫu đất sét quá có kết .15 Ứng xử của đất ở trạng thái giới hạn theo p’, q’, €.16 Đồ thị quan hệ giữa ứng suất và biễn dạng chính .17 Ung suất (a), lộ trình ứng suất (b) và vòng tròn Mohr (c) cho thí nghiệm Hình 2. 19 Lộ trình ứng suất trong hồ đào cho các điểm nam gan (trén) mat truot .