Chương 1. Tổng quan về ỗn định thành hố đào. Tinh hình thế giới.---- tt 21 3 EEEEEE11EE11111111E2 1111111111111 tr. Một số sự cố thi công hỗ dao sâu trên thé giới.
Một số công trình nghiên cứu trên thế giới về hé dao gan đây. Tình hình Việt Nam. Một số sự thi công cố hỗ đào sâu ở Việt Nam. s2 se se ce2 6 1.
Một số công trình nghiên cứu ở Việt Nam oo. cece ceeseseeeeseeeseeeeeen 7 Chương 2. Cơ sở lý thu yẾT. Cac ký hiệu chung.
Phân loại áp lực đất []] oo. Áp lực ngang của đất lên tường chan — lý thuyết Mohr — Rankine [1]. Áp lực đất tĩnh.--- is t1 1EE112211111EE11151 0111 E. Áp lực đất chủ động.
Áp lực đất bị động ooo cccscsesecscsesecsececsesesecsessssessecevssetssecseees 12 2. Áp lực ngang của đất lên tường chăn — lý thuyết Coulomb [1]. Áp lực đất chủ động đất rời. Áp lực đất chủ động đất dính.
Áp lực đất bị động .---cc s T21 1111 11g re rrg 15 2. Áp lực ngang của đất trong một số trường hợp đặc biệt [ ]. Trên mặt đất tại đỉnh tường có tải trong phân bố đều vô hạn. Tải trọng phan bố đều vô han cách đỉnh tường một đoạn L.
Tai trọng phan bố đều hữu han cách đỉnh tường một đoạn L. Đất sau lung tường có nhiều lỚp. Phương pháp tính toán tường chăn trong dat [2]. Tinh toán tường chăn như một câu kiện chịu áp lực đất.
Tính toán tường chăn cùng làm việc đồng thời với đất. Tính toán kết cau thép chịu lực dọc [5 ]. Tính ổn định. Tính toán thiết kế hệ tường chắn cho công trình trạm bơm PS2, kênh Lò Gốm — Tân Hóa.-°- << +s+S*+e£E*eSeEreE2eEe221eeservserrserssree 29 3.
Giới thiệu công trình trạm bơm Lò Gốm — Tân Hóa. Tổng thé công tribe. Phương án thi cÔng. L2 HH HH HH HH HH ng.
Xác định nguyên nhân xảy ra SỰ CỐ.----- SE SE SE E111 11x ee 34 3. Thiết kế theo phương pháp giải tích. Thiết kế theo phương pháp phân tử hữu han. eee eee eee 42 3.
Để xuất các phương án thiết kế thi công phù hợp. Phương án thiết kế thi công $6 Looe ceeeeseeseseseseesestsesseseseeesees 51 3. Phương án thiết kế thi công SỐ 2. So sánh các phương án thiết kế thi công .- ¿2 +sE‡EEE+E2E£EExzxexre 68 3.
So sánh về yêu tỐ kinh tẾ.-- - St t3 EEEEEE1EE1E111151E1E2111111EEE11e6 68 3. So sánh về yêu t6 kỹ thuật .- 5-5-1 tE E111 11E111151E1E21111E1 te 69 KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ,. Kết Manic ccccccccccscsscscsecscsvsesscsvsscsvsasscsvsusevsusevessesevsssevessusevevssetensetevens 71 3.- ST 11111110 111111 7] TÀI LIEU THAM IKKHẢOO.o- 2< 5 5 5£ 5° 5< 5s se 4 4 s34 4 EsEseSeE 2EseEeEs 4 sese 72 ~VII- MỤC LỤC HÌNH Hình 1-1 Sự cố hố dao ở đường cao tốc Nicoll, Singapo, 2004.-----s-s 4 Hình 1-2 Sự cố thi công metro Sao Paulo, Brazil, 2007.-- ¿+ ccccccccccccessss 5 Hinh 1-3 Nha lan can sup đồ do thi công hố đào cao ốc Pacific, 2007. 6 Hình 1-4 Thi công tầng hầm cao ốc số NI làm sat lở công trình bên cạnh, 2008.7 Hình 2-1 Phân loại áp lực ngang của đất .------- + + scxcEEE SE SE EEEEEE112111 111k et 10 Hình 2-2 Vòng tròn Morh ứng suất áp lực ngang dat ở trạng thái tĩnh.
11 Hình 2-3 Vòng tron Morh ứng suất áp lực dat chủ d6ng oo. eeeeeeeseeeeeeeeeees 11 Hình 2-4 Vòng tròn Morh ứng suất áp lực đất bi động.---- + 2 2xx 12 Hình 2-5 Ap lực chủ động dat rời tác động lên lăng thé trượt Coulomb. 13 Hình 2-6 Ap lực chủ động dat đính tác động lên lăng thé trượt Coulomb. 14 Hình 2-7 Áp lực bị động tác động lên lăng thé trượt Coulomb.
2s czcczszc: 15 Hình 2-8 Tải trọng phân bố đều vô hạn tac dụng phía sau đỉnh tường. 16 Hinh 2-9 Tai trong phan bố đều vô hạn cách đỉnh tường một đoạn L. 17 Hình 2-10 Tải trọng phân bố đều hữu hạn cách đỉnh tường một đoạn L. 17 Hình 2-11 Dat sau lưng tường có nhiều lớp.-- ¿2s k+s£Et2E£E£EEEEEEEEzEeEExrkrxee 18 Hình 2-12 So đô chuyền vị và áp lực đất lên tường trong phân tích cân bang tĩnh.
19 Hình 2-13 Sơ đồ dầm đàn hôi phân tích tường chắn .-- - ¿7+ 2+2+xe£cz+xzxcc 23 Hình 2-14 Sơ đồ phân tích tử dam: nội lực và chuyển VỊ HÚÍ.- 2c s2 24 Hình 3-1 Bản vẽ mặt băng tong thé trạm bom P82 .- ¿2 +s+EE+E2E£E£E+xzxre 30 Hình 3-2 Bản vẽ mặt cắt ngang văng chống điển hình của tram bom PS2. 31 Hình 3-3 Sự cô mat 6n định hệ giằng chống tại hố đào trạm bom PS2. 33 Hình 3-4 Mô hình hố đào Plaxis2D_Model_1.--- + x+xcc‡EEEE2E£Erxzxcxee 42 Hình 3-5 Đường cong ứng suất — biến dạng.---- 5c s tE2EEEE2EEEEEeErrkekrred 44 Hình 3-6 Kết quả các phase từ mô hình Plaxis2D_Model_1.-------¿ 49 Hình 3-7 Mô hình hố đào Plaxis2D_Model_2. 5: + tckcE‡ESEEE2E£EEEzkcxre 51 Hình 3-8 Bồ tri thép dọc trong cọc khoan nhôổi D300.
ST HS SE nến, 55 Hình 3-9 Mô hình Sap2000 Model_1 cho Phase 14 Plaxis2D Model 2. 56 Hình 3-10 Lực doc trong hệ cây chống mô hình Sap2000_Model_1. 58 ~VIII- Hình 3-11 Mô hình hé dao Plaxis2D Model 3.-- + cctcc‡EEEE2E£EEEzkcxee 60 Hình 3-12 Bồ trí thép dọc trong cọc khoan nhỒÌ.- 2-5-5 S‡EEE2E£Ev£zEvrxzxered 64 Hình 3-13 Mô hình Sap2000_Model_2 cho Phase 12_Plaxis2D Model. 65 Hình 3-14 Lực dọc trong hệ Shoring — Phase 12.
66 MỤC LUC BANG Bang 3-1 Cac phase tính toán trong mô hình Plaxis2D_Model_1. -- 43 Bảng 3-2 Thông số đất cho mô hình Plaxis2D_Model_1.-- esses 47 Bảng 3-3 Thông số phan tử Anchors trong mô hình Plaxis2D_Model_1. 48 Bảng 3-4 Thông số phan tử Plates trong mô hình Plaxis2D_Model_1. 49 Bảng 3-5 Thông số phan tử Plates trong mô hình Plaxis2D_Model_2.
53 Bảng 3-6 Tóm tat kết qua từ mô hình Plaxis2D_Model_2.--- 25 cc5s¿ 54 Bảng 3-7 Thông số vật liệu thép mô hình Sap2000_Model_1.--- 57 Bảng 3-8 Thông số hệ Shoring mô hình Sap2000 Model _1.----- -5s¿ 57 Bang 3-9 Các phase tính toán trong mô hình Plaxis2D_Model_3.-- 61 Bảng 3-10 Thông số phan tử Plates trong mô hình Plaxis2D_Model_3. 62 Bảng 3-11 Tóm tắt kết quả từ mô hình Plaxis2D_Model_3.---5- -55¿ 63 Bảng 3-12 Bảng dự toán chi phí thuê hệ cây chống .-- 5 + 2 22x 68 Bảng 3-13 Thanh phan vật liệu trong các loại cọc khoan nhôi.--- - -5s¿ 69 Bảng 3-14 Bang dự toán chi phí cọc khoan nhỖi. 5: + s+xcE‡EEE£E2E£E£Ezxzxre 69 PHAN MO ĐẦU I. Tính cấp thiết của dé tài Tình hình dân số thế giới ngày càng phát triển, trong khi quỹ đất thì không tăng, dẫn tới tình trạng thiếu đất ở.
Dé giải quyết tinh trang này, không gian trên cao và không gian ngâm được phát triển nhăm tăng diện tích khai thác, sử dụng. Trong hai hình thức này, thì thi công công trình ngầm gặp phải khá nhiều khó khăn do phải thi công phía dưới mặt đất tự nhiên. Một trong những bước đầu tiên của thi công công trình ngầm là thi công hố đào. Bên cạnh yếu tố kỹ thuật thi công, việc thi công hồ đảo còn chịu ảnh hưởng rất lớn từ các yếu tô tự nhiên như địa chất, nước ngầm.
Nếu các kỹ sư thiết kế biện pháp thi công và kỹ sư giám sát thi công không tính toán kỹ lưỡng và thực hiện kiểm soát chặt chẽ tình hình thi công, thì rat dé gặp phải các sự cô như: - Méat 6n định dẫn tới phá hoại (sụp) hồ đảo. - Hu hỏng công trình lân cận. Việc khăc phục hậu quả từ những sự cô này thường khó khăn, tôn kém gâp nhiêu lân so với các sự cô trên mặt đât. Do đó, cân có sự chuân bị kỹ lưỡng vê mặt kỹ thuật, nhăm hạn chê khả năng xảy ra sự cô thi công công trình ngâm đên mức thâp nhất có thể.
Đề tài “Nghiên cứu phương pháp ổn định hỗ đào trạm bơm PS2, kênh Lò Gỗm — Tân Hóa” được thực hiện cũng nhăm mục đích như vậy. Mục tiêu nghiên cứu - _ Nghiên cứu tổng quan về áp lực đất, và các phương pháp ồn định thành hồ đào. - _ Xác định nguyên nhân gây mất ôn định của hố dao trạm bơm PS2, kênh Lò Gom — Tân Hóa. Dua ra giải pháp thiết kế thi công phù hop cho hang mục hồ dao tram bom PS2, kênh Lò Gém — Tân Hóa.
Dua ra những kiến nghị nhăm tránh để xảy ra sự cỗ cho các công trình tương tự. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tình hình quốc tế và những báo cáo nghiên cứu về 6n định hố đào sâu. Nghiên cứu tình hình Việt Nam và những báo cáo nghiên cứu về ôn định hồ đào sâu. Thiết kế thi công cho hạng mục hồ đào trạm bơm PS2 theo nhiều phương án (giải tích, phân tử hữu hạn), so sánh kết quả, và chọn phương án hợp lý nhất.
Dua ra kết luận và kiến nghị. Nội dung nghiên cứu Tổng quan tình hình thi công hồ đào sâu trên thế giới và Việt Nam. Cơ sở lý thuyết tính toán hệ tường chắn hồ đào sâu. Tính toán 6n định hệ tường chăn — cây chống cho hạng mục hồ đào trạm bơm PS2.
Kết kuận và kiến nghị. Tinh thực tiễn của đề tài Đề tài nghiên cứu này xác định nguyên nhân pha hoại của hạng mục hố đào trạm bơm PS2, kênh Lò Gốm — Tân Hóa, đông thời đưa ra giải pháp thiết kế phù hợp cũng như kiến nghị cho các công trình tương tự để tránh gặp phải sự có. Sự cố mat 6n định ở hạng mục hố đào trạm bơm PS2 là một bai học cho các kỹ sư thiết kế biện pháp thi công, kỹ sư giám sát hiện trường, cũng như các nhà quản lý xây dựng. Thông qua dé tài nghiên cứu nay, hy vọng đội ngũ quản lý, thiết kế, thi công các công trình tương tự sẽ có được kinh nghiệm dé tránh lặp lại sự có đáng tiệc.
Dự kiến kết luận và kiến nghị - _ Dự kiến kết luận: Nguyên nhân gây mat ôn định hồ đào ở công trình tram bơm PS2, kênh Lò Gốm — Tân Hóa là do hệ cây chống bị phá hoại. - _ Dự kiến kiến nghị: Cần có phương án tính toán ôn định hồ dao can than, kỹ lưỡng. Bên cạnh việc tính toán băng phương pháp giải tích (bảng tính tay theo các tiêu chuẩn), kỹ sư thiết kế biện pháp thi công cũng cần sử dụng phương pháp phan tử hữu han (sử dụng Plaxis, Sap2000, Geoslope.) để kiếm tra lại phương án thiết kế. Hạn chế của đề tài Dé tài nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở việc nghiên cứu phương pháp ôn định hô dao sử dụng hệ tường chăn cừ larsen, và tường vây cọc khoan nhôi.
Bên cạnh đó, việc thi công hô đào còn sử dụng các loại tường chăn khác, như: - Tuong cọc bản bêtông - - Tường barrette Ngoài ra, trong các mô hình Plaxis 2D do tác giả xây dựng, một số thông số địa chất không có trong báo cáo khảo sát địa chất của công trình, nên tác giả phải sử dụng các số liệu khác tương đương. Điều này làm giảm tính chính xác của các mô hình Plaxis 2D.