Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU, CÔNG TRÌNH CỐNG THỦY LỢI VÀ TƯỜNG VÂY HỐ ĐÀO Hình 1.1 – Sơ đồ phân loại hố móng sâu theo phương thức đào.2- Cọc bản thép cho công trình.3- Cọc khoan nhồi cho công trình dân dụng……………………………………8.4 - Hệ thanh chống dạng ô cờ………………………………………………….5 -Hệ thanh chống dạng có lỗ mở………………………………………….6- Cấu tạo hệ giằng……………………………………………………………11.10 - Cống ngầm đặt trực tiếp trên mặt nền.11- Cống ngầm đặt trong hành lag bằng bê tông cốt thép.12- Lấy nước kiểu đặt van khống chế ở hạ lưu.13- Lấy nước kiểu ống đặt nghiêng.14 Lấy nước kiểu cửa kéo nghiêng.15 Tháp lấy nước kiểu kín.16- Tháp lấy nước kiểu hở. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT, NƯỚC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG CHẮN VÀ TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH HỐ ĐÀO SÂU DƯỚI ÁP LỰC DÒNG THẤM LỚN Hình 2.1- Áp lực ngang của đất ở trạng thái tĩnh.2- Áp lực ngang của đất ở trạng thái tĩnh trong hệ tọa độ ( , ) .3- Điều kiện phát sinh áp lực chủ động của đất.4- Áp lực chủ động của đất trong hệ tọa độ ( , ) .5- Điều kiện phát sinh áp lực bị động của đất.6- Trạng thái áp lực bị động của đất trong hệ tọa độ ( , ) .7- Áp lực chủ động đất rời tác động lên lăng thể trượt Coulomb .8- Sơ đồ tính áp lực chủ động của đất dính lên lưng tường theo Coulomb.9- Phân tố đất sau tường.10 - Tính áp lực đất và áp lực nước.11 – Sơ đồ tính ổn định trồi đáy hố khi gia cố đáy hố bằng lớp bơm phụt.12 – Sơ đồ tính ổn định trồi đáy hố khi gia cố đáy hố bằng lớp bơm phụt + cọc.13-Sơ đồ tính toán chống trồi đồng thời xét cả c và .14-Sơ đồ kiểm tra chống phun trào.15- Sơ đồ kiểm tra chống phun trào đáy hố. GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐÁY HỐ ĐÀO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỤT VỮA ÁP LỰC CAO ( JET-GROUTING ) Hình 3.1- Nguyên lý một số công nghệ khoan phụt.2 – Màng bê tông đất.3 – Bản bê tông đất.4 – Vòm bê tông đất.5 - Sơ đồ thi công trộn ướt.6 - Bố trí trụ cọc xi măng đất.7 - Bố trí trụ trùng nhau theo khối.8 - Thí dụ bố trí trụ trộn ướt trên mặt đất.9 - bố trí cọc xi măng đất trên biển.10 - Bố trí trụ trùng nhau.
ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN ỔN ĐINH HỐ ĐÀO SÂU CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ Hình 4.1- Sơ họa vị trí đặt cống Vàm Thuật.2- Sơ họa bố trí tổng thể cống Vàm Thuật.3- Sơ họa bố trí tổng thể cống Vàm Thuật.4- Cấu tạo chi tiết cống Vàm Thuật.5- Mặt bằng thi công tường vây.6- Mặt cắt cấu tạo địa chất.7- Giai đoạn thi công tầng chống thứ nhất.8- Giai đoạn thi công tầng chống thứ hai.9- Giai đoạn sau khi bơm khô hố móng và đào đất.10- Cấu tạo hố đào.11- Mô hình khai báo mực nước lớn nhất chiều dài cừ Larsen L=28m.12- Mô hình khai báo tổng quát mực nước lớn nhất chiều dài cừ L=28.13- Chuyển vị của tường vây qua các giai đoạn thi công với mực nước Max.14- Mô hình khai báo mực nước nhỏ nhất.15- Mô hình khai báo tổng quát mực nước nhỏ nhất.16- Các giai đoạn thi công mực nước nhỏ nhất.17- Chuyển vị của tường vây qua các giai đoạn thi công với mực nước Min.18- So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa các trường hợp khi đào đất ở độ sâu -1.19- So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa các trường hợp khi đào đất ở độ sâu -8.20- So sánh chuyển vị đáy hố đào đào ứng với trường hợp mực nước lớn nhất và mực nước nhỏ nhất.21 – Sơ đồ tính toán ổn định đáy hố móng chiều dài tường vậy L=28m.22- Cấu tạo hố đào tường vây dài L=20m.23- Mô hình khai báo mực nước lớn nhất, tường vây dài L=20m.24- Mô hình khai báo tổng quát mực nước lớn nhất tường vây dài L=20m.25- Chuyển vị của tường vây qua các giai đoạn thi công, tường vây dài L=20m.26- Mô hình khai báo mực nước nhỏ nhất, tường vây dài L=20m.27- Mô hình khai báo tổng quát mực nước nhỏ nhất, tường vây dài L=20m.28- Các giai đoạn thi công mực nước nhỏ nhất, tường vây dài L=20m.29- Chuyển vị của tường vây qua các giai đoạn thi công với mực nước Min, tường vây dài L=20m.30- So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa các trường hợp khi đào đất ở độ sâu -1.5m, tường vây dài L=20m.31- So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa các trường hợp khi đào đất ở độ sâu -5.5m, tường vây dài L=20m.32- So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa các trường hợp khi đào đất ở độ sâu -8.1m (đáy hố móng), tường vây dài L=20m.33- So sánh chuyển vị đáy hố đào, tường vây dài L=20m.34 – Sơ đồ tính toán ổn định đáy hố móng, tường vây dài L=20m.35 – Sơ đồ vận hành thi công phương pháp Jet – grouting.36 – Cọc JGPs làm việc bằng phương pháp vật liệu riêng biệt.37 – Cọc JGPs làm việc bằng vật liệu tương đương.38 – Quy đổi từ cọc tròn sang chữ nhật.39 – Cách bố trí cọc theo mạng tam giác.40 – Cách bố trí cọc theo mạng hình vuông.41 – Khai báo về điều kiện mực nước khi xử lý đất đáy hố móng.42 – Khai báo tổng quát khi xử lý đất đáy hố móng.43 – So sánh chuyển vị ngang tường vây khi chưa xử lý đáy hố đào và đã xử lý mạng tam giác.44 – So sánh chuyển vị phình trồi đáy hố đào khi chưa xử lý đáy hố đào và đã xử lý mạng tam giác.45 – So sánh chuyển vị ngang tường vây khi chưa xử lý đáy hố đào và đã xử lý mạng hình vuông.46 – So sánh chuyển vị phình trồi đáy hố đào khi chưa xử lý đáy hố đào và đã xử lý mạng hình vuông.47 – So sánh chuyển vị ngang tường vây trong trường hợp đất được xử lý 30% bố trí theo mạng hình vuông và tam giác.48 – Sơ đồ tính toán ổn định đáy hố móng khi đã xử lý đất đáy hố móng.49 - So sánh chuyển vị ngang tường vây ở giai đoạn hút nước cách đỉnh cừ -1.5m giữa 2 mô hình Hardening Soil (HS) và Mohr-Coulomb (MC).50 - So sánh chuyển vị ngang tường vây ở giai đoạn hút nước cách đỉnh cừ -5.5m giữa 2 mô hình Hardening Soil (HS) và Mohr-Coulomb (MC).51 - So sánh chuyển vị ngang tường vây ở giai đoạn hút đào đất đáy hố móng (- 8.1m) giữa 2 mô hình Hardening Soil (HS) và Mohr-Coulomb (MC).52 - So sánh chuyển vị phình trồi giữa 2 mô hình Hardening Soil (HS) và Mohr- Coulomb (MC). Vấn đề thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài - Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở trung tâm Nam Bộ, cách thủ đô Hà Nội 1.738 km về phía Đông Nam. Là thành phố cảng lớn nhất đất nước, hội tụ đủ các điều kiện thuận lợi về giao thông đường bộ, đường thuỷ, đường sắt, đường hàng không, là một đầu mối giao thông kinh tế lớn nối liền với các địa phương trong nước và quốc tế. Hiện nay thành phố Hồ Chí Minh có 19 quận và 5 huyện.
tổng diện tích khoảng 2095.5 km2, với dân số tính đến ngày 31/12/2010 là 7.500 người, mật độ trung bình 3530 người/km 2. - Với tốc độ gia tăng dân số quá nhanh, cơ sở hạ tầng còn lạc hậu… Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường. Cũng như các đô thị lớn khác trong cả nước, hiện tượng nước thải không qua xử lý được đổ thẳng trực tiếp vào các kênh rạch, sông ngòi đang diễn ra rất phổ biến. - Đặc biệt trong những năm qua, Thành phố Hồ Chí Minh luôn bị ngập úng nặng nề, nhất là trong những ngày triều cường.
Những nguyên nhân gây ngập úng trên địa bàn thành phố có những tính chất rất khác nhau về xu thế, diễn biến khả năng xuất hiện và mức độ đã được kiểm soát, trong đó thủy triều cao trong điều kiện nước biển dâng là yếu tố nền bất lợi thường gặp nhất, trên nền cơ bản đó xuất hiện mưa lớn, lũ lớn. - Ngày 28 tháng 10 năm 2008 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành quyết định số 1547/QĐ – TTg về việc phê duyệt quy hoạch thủy lợi chống ngập úng khu vực thành phố Hồ Chí Minh. Các cống thủy lợi này có nhiệm vụ khống chế mực nước và kiểm soát môi trường nước khu vực phía trong đê bao, để không cao hơn mực nước cho phép theo yêu cầu tiêu thoát. - Đặc điểm của các cống thủy lợi này là luôn tiếp xúc với nước và có móng nằm sâu dưới đáy sông.
Vì thế, việc nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực nước và đất lên tường vây hố đào là cấp thiết và có ý nghĩa thực tiển trong vấn đề thi công cống. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu ổn định đáy hố đào, chuyển vị của tường vây dưới tác dụng của áp lực nước, đất bên ngoài tường vây trong điều kiện thi công ngập nước, bằng việc ứng 2 dụng mô hình PLAXIS 2D để tính toán phân tích tường chắn trong quá trình thi công hố đào sâu có xét đến áp lực đất và nước. Mục tiêu nghiên cứu gồm : 1. Mô phỏng tường vây với các thông đã chọn trong phần mềm Plaxis 2D ứng với bài toán tường vây cắm trong lớp đất tốt theo mô hình Mohr-Coulomb (MC) trong điều kiện thi công giữa sông, mực nước thay đổi theo mùa; 2.
Phương án giảm chiều dài tường vây, tường vây cắm vào lớp đất yếu kết hợp với giải pháp cải tạo, xử lý nền đất đáy hố đào bằng phương pháp Jet-Grouting. So sánh giải pháp bố trí cọc xử lý nền đất đáy hố đào bằng lưới tam giác và lưới hình vuông theo mô hình Mohr-Coulomb (MC); 3. Mô phỏng bài toán tường vây cắm vào lớp đất tốt ứng với mực nước sông lớn nhất theo mô hình Hardening Soil (HS) và so sánh bài toán với mô hình Mohr-Coulomb (MC). Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu cở sở lý thuyết tính toán áp lực đất, áp lực nước lên tường chắn.
cơ sở ổn định hố đào sâu, ổn định phun trào đáy hố móng. Sử dụng phần mềm Plaxis 2D để mô phỏng tính toán theo mô hình Mohr-Coulomb (MC) và mô hình Hardening Soil (HS) với điều kiện công trình thi công thực tế. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài Hiện nay, Thành phố Hồ Chí Minh luôn bị ngập úng nặng nề, nhất là trong những ngày triều cường. Đặc biệt là vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu cũng là một điều quan tâm lớn của các nhà khoa học hiện nay.
Các giải pháp được lựa chọn là các cống thủy lợi lớn ngăn triều, vì thế để lựa chọn và thiết kế tường chắn đất trong hố đào sâu là rất cần thiết và quan trọng trong thi công cống.
