Nghiên Cứu Phương Pháp Ổn Định Hố Đào Trạm Bơm PS2 Kênh Lò Gốm

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

SUMMARY OF THESIS

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH HỐ ĐÀO

1.1. Tình hình thế giới

1.2. Một số sự cố thi công hố đào sâu trên thế giới

1.3. Một số công trình nghiên cứu trên thế giới về hố đào gần đây

1.4. Tình hình Việt Nam

1.5. Một số sự thi công cố hố đào sâu ở Việt Nam

1.6. Một số công trình nghiên cứu ở Việt Nam

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Các ký hiệu chung

2.2. Phân loại áp lực đất

2.3. Áp lực ngang của đất lên tường chắn — lý thuyết Mohr — Rankine

2.3.1. Áp lực đất tĩnh

2.3.2. Áp lực đất chủ động

2.3.3. Áp lực đất bị động

2.4. Áp lực ngang của đất lên tường chắn — lý thuyết Coulomb

2.4.1. Áp lực đất chủ động đất rời

2.4.2. Áp lực đất chủ động đất dính

2.4.3. Áp lực đất bị động

2.5. Áp lực ngang của đất trong một số trường hợp đặc biệt

2.5.1. Trên mặt đất tại đỉnh tường có tải trọng phân bố đều vô hạn

2.5.2. Tải trọng phân bố đều hữu hạn cách đỉnh tường một đoạn L

2.5.3. Đất sau lưng tường có nhiều lớp

2.6. Phương pháp tính toán tường chắn trong đất

2.6.1. Tính toán tường chắn như một cấu kiện chịu áp lực đất

2.6.2. Tính toán tường chắn cùng làm việc đồng thời với đất

2.6.3. Tính toán kết cấu thép chịu lực dọc

2.6.4. Tính ổn định

2.6.5. Tính toán thiết kế hệ tường chắn cho công trình trạm bơm PS2, kênh Lò Gốm — Tân Hóa

3. CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM LÒ GỐM — TÂN HÓA

3.1. Tổng thể công trình

3.2. Phương án thi công

3.3. Xác định nguyên nhân xảy ra sự cố

3.4. Thiết kế theo phương pháp giải tích

3.5. Thiết kế theo phương pháp phân tử hữu hạn

3.6. Đề xuất các phương án thiết kế thi công phù hợp

3.7. Phương án thiết kế thi công số 2

3.8. So sánh các phương án thiết kế thi công

3.8.1. So sánh về yêu tố kinh tế

3.8.2. So sánh về yêu tố kỹ thuật

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Ổn Định Hố Đào Trạm Bơm PS2 Lò Gốm

Dự án cải tạo kênh Lò Gốm - Tân Hóa, với hạng mục trạm bơm PS2, đối mặt với thách thức lớn trong quá trình thi công hố đào. Mặc dù đã có tính toán ban đầu, hố đào thực tế bị biến dạng và mất ổn định, dẫn đến sụp đổ. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định nguyên nhân sự cố, đề xuất giải pháp khắc phục và kiến nghị cho các công trình tương tự. Tầm quan trọng của việc ổn định hố đào được nhấn mạnh, đặc biệt trong bối cảnh đô thị hóa và phát triển hạ tầng ngầm. Các yếu tố ảnh hưởng, từ địa chất công trình đến phương pháp thi công, đều được xem xét kỹ lưỡng. Mục tiêu cuối cùng là giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn trong thi công hố đào.

1.1. Tầm quan trọng của ổn định hố đào trong xây dựng

Trong bối cảnh dự án xây dựng ngày càng phức tạp, việc đảm bảo ổn định hố đào trở nên cực kỳ quan trọng. Hố đào không ổn định có thể dẫn đến nguy cơ sạt lở, gây thiệt hại về người và tài sản, làm chậm tiến độ dự án và tăng chi phí. Việc áp dụng các biện pháp thi công phù hợp, kết hợp với công tác giám sát thi công chặt chẽ, là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình thi công hố đào.

1.2. Giới thiệu dự án cải tạo kênh Lò Gốm Tân Hóa

Dự án cải tạo kênh Lò Gốm - Tân Hóa là một dự án quan trọng nhằm cải thiện hệ thống thoát nước và môi trường sống cho khu vực. Hạng mục trạm bơm PS2 đóng vai trò then chốt trong việc điều tiết nước và ngăn ngừa ngập úng. Tuy nhiên, quá trình thi công hố đào cho trạm bơm đã gặp sự cố nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến tiến độ và chi phí dự án. Nghiên cứu này tập trung vào phân tích nguyên nhân sự cố và đề xuất giải pháp khắc phục.

II. Phân Tích Nguyên Nhân Sụp Hố Đào Trạm Bơm PS2 Kênh Lò Gốm

Sự cố sụp hố đào tại trạm bơm PS2 kênh Lò Gốm - Tân Hóa xuất phát từ sai sót trong quá trình tính toán và thiết kế. Đơn vị thi công đã không đánh giá đúng điều kiện địa chất thực tế, dẫn đến việc lựa chọn hệ thống tường cừ và cây chống không đủ khả năng chịu lực. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc bỏ qua các yếu tố như áp lực đất, mực nước ngầm và tải trọng động là nguyên nhân chính gây mất ổn định hố đào. Bên cạnh đó, công tác quan trắc hố đào chưa được thực hiện đầy đủ, khiến các dấu hiệu bất thường không được phát hiện kịp thời.

2.1. Sai sót trong tính toán và thiết kế kết cấu hố đào

Việc tính toán không chính xác áp lực đất, bỏ qua ảnh hưởng của nước ngầm và tải trọng động, dẫn đến việc thiết kế hệ thống tường cừ và cây chống không đủ khả năng chịu lực. Điều này đặc biệt nguy hiểm trong điều kiện đất yếu và địa hình Tân Hóa phức tạp. Thẩm tra thiết kế là bước quan trọng để phát hiện và khắc phục những sai sót này trước khi thi công.

2.2. Đánh giá sai điều kiện địa chất công trình tại khu vực Lò Gốm

Báo cáo khảo sát địa chất công trình không đầy đủ hoặc đánh giá sai các thông số cơ bản của đất, như sức chịu tải, góc ma sát trong và lực dính, dẫn đến việc lựa chọn giải pháp gia cố đất không phù hợp. Việc khoan thăm dò bổ sung và thí nghiệm trong phòng thí nghiệm là cần thiết để có được thông tin chính xác về điều kiện địa chất.

2.3. Thiếu sót trong công tác quan trắc và giám sát thi công

Công tác quan trắc hố đào không được thực hiện đầy đủ hoặc không kịp thời phát hiện các dấu hiệu bất thường, như biến dạng của tường cừ, lún sụt của đất nền và mực nước ngầm tăng cao. Việc thiếu giám sát thi công chặt chẽ cũng dẫn đến việc không tuân thủ đúng quy trình và biện pháp an toàn.

III. Giải Pháp Ổn Định Hố Đào Bằng Tường Vây Cọc Khoan Nhồi

Một trong những giải pháp hiệu quả để ổn định hố đào sâu là sử dụng tường vây cọc khoan nhồi. Phương pháp này tạo ra một hệ thống tường chắn vững chắc, có khả năng chịu được áp lực đất lớn và giảm thiểu biến dạng của hố đào. Việc lựa chọn đường kính cọc, khoảng cách giữa các cọc và chiều sâu chôn cọc phải dựa trên tính toán kỹ thuật chi tiết, có xét đến điều kiện địa kỹ thuật cụ thể của công trình. Ngoài ra, việc kết hợp Neo (Ground Anchor) có thể tăng cường khả năng chịu lực của tường vây.

3.1. Thiết kế tường vây cọc khoan nhồi chịu lực

Việc thiết kế tường vây cọc khoan nhồi phải đảm bảo khả năng chịu được áp lực đất chủ động và bị động, cũng như tải trọng từ các công trình lân cận. Các thông số thiết kế quan trọng bao gồm đường kính cọc, khoảng cách giữa các cọc, chiều sâu chôn cọc, cường độ bê tông và hàm lượng cốt thép. Tính toán kết cấu hố đào sử dụng phần mềm chuyên dụng là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

3.2. Lựa chọn vật liệu gia cố đất phù hợp cho địa chất yếu

Trong điều kiện đất yếu, việc lựa chọn vật liệu gia cố phù hợp là rất quan trọng. Các phương pháp gia cố có thể bao gồm phun vữa xi măng, sử dụng vải địa kỹ thuật hoặc cọc xi măng đất. Mục tiêu là tăng cường sức chịu tải của đất nền, giảm thiểu lún sụt và tăng cường khả năng ổn định hố đào.

3.3. Thi công tường vây cọc khoan nhồi và biện pháp an toàn

Quá trình thi công hố đào phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình kỹ thuật và biện pháp an toàn. Việc kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi, đảm bảo độ thẳng đứng và độ sâu chôn cọc, là rất quan trọng. Ngoài ra, cần có biện pháp chống thấm và thoát nước hố đào hiệu quả để ngăn ngừa nước ngầm xâm nhập và làm suy yếu đất nền. An toàn thi công luôn là ưu tiên hàng đầu.

IV. Sử Dụng Cừ Larsen và Hệ Giằng Chống Ổn Định Hố Đào PS2

Một phương pháp khác để ổn định hố đào là sử dụng cừ Larsen kết hợp với hệ giằng chống. Cừ Larsen được đóng xuống đất để tạo thành tường chắn, sau đó hệ giằng chống được lắp đặt để tăng cường khả năng chịu lực của tường chắn. Phương pháp này phù hợp với các hố đào có độ sâu vừa phải và điều kiện địa chất tương đối ổn định. Tuy nhiên, cần tính toán kỹ lưỡng khoảng cách giữa các cừ Larsen, số lượng và vị trí của các lớp giằng chống để đảm bảo an toàn.

4.1. Thiết kế hệ thống cừ Larsen và giằng chống phù hợp

Việc thiết kế hệ thống cừ Larsen và giằng chống phải dựa trên tính toán chi tiết về áp lực đất, tải trọng từ các công trình lân cận và điều kiện địa chất. Khoảng cách giữa các cừ Larsen, kích thước và loại vật liệu của giằng chống phải được lựa chọn sao cho đảm bảo khả năng chịu lực và giảm thiểu biến dạng của tường chắn.

4.2. Biện pháp thi công cừ Larsen và hệ giằng chống an toàn

Quá trình thi công cừ Larsen và hệ giằng chống phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình kỹ thuật và biện pháp an toàn. Việc kiểm tra độ thẳng đứng của cừ Larsen, đảm bảo liên kết chắc chắn giữa các cừ và hệ giằng chống là rất quan trọng. Ngoài ra, cần có biện pháp bảo vệ các công trình lân cận khỏi rung động và lún sụt.

4.3. Theo dõi và điều chỉnh hệ giằng chống trong quá trình thi công

Trong quá trình thi công hố đào, cần thường xuyên theo dõi và điều chỉnh hệ giằng chống để đảm bảo khả năng chịu lực và giảm thiểu biến dạng của tường chắn. Việc quan trắc chuyển vị của tường chắn và lực trong các thanh giằng là rất quan trọng để phát hiện và khắc phục kịp thời các vấn đề phát sinh.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu Tại Trạm Bơm PS2

Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng để đề xuất giải pháp khắc phục sự cố sụp hố đào tại trạm bơm PS2 kênh Lò Gốm - Tân Hóa. Giải pháp được lựa chọn là kết hợp tường vây cọc khoan nhồi và Neo (Ground Anchor). Việc áp dụng giải pháp này đã giúp ổn định hố đào, đảm bảo an toàn cho công trình và các công trình lân cận. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đưa ra các kiến nghị về công tác khảo sát, thiết kế, thi công và giám sát cho các công trình tương tự.

5.1. So sánh các phương án thiết kế và lựa chọn giải pháp tối ưu

Nghiên cứu đã so sánh các phương án thiết kế khác nhau, bao gồm tường vây cọc khoan nhồi, cừ Larsen và các phương pháp gia cố đất khác. Việc so sánh dựa trên các tiêu chí như chi phí, thời gian thi công, độ an toàn và tác động đến môi trường. Giải pháp tối ưu được lựa chọn là kết hợp tường vây cọc khoan nhồi và Neo (Ground Anchor).

5.2. Đánh giá hiệu quả của giải pháp ổn định hố đào được áp dụng

Việc áp dụng giải pháp ổn định hố đào đã mang lại kết quả tích cực. Hố đào được ổn định, không còn nguy cơ sạt lở, đảm bảo an toàn cho công trình và các công trình lân cận. Các chỉ số quan trắc cho thấy chuyển vị của tường chắn nằm trong giới hạn cho phép.

5.3. Bài học kinh nghiệm từ sự cố và giải pháp khắc phục

Sự cố sụp hố đào tại trạm bơm PS2 là một bài học kinh nghiệm quý giá cho các kỹ sư và nhà quản lý xây dựng. Cần chú trọng đến công tác khảo sát, thiết kế, thi công và giám sát, đảm bảo tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình kỹ thuật và biện pháp an toàn. Giám sát thi công đóng vai trò then chốt trong việc phát hiện và khắc phục kịp thời các vấn đề phát sinh.

VI. Kết Luận và Kiến Nghị Về Phương Pháp Ổn Định Hố Đào

Nghiên cứu về phương pháp ổn định hố đào tại trạm bơm PS2 kênh Lò Gốm - Tân Hóa đã thành công trong việc xác định nguyên nhân sự cố, đề xuất giải pháp khắc phục và đưa ra các kiến nghị cho các công trình tương tự. Việc áp dụng các phương pháp tính toán tiên tiến, kết hợp với kinh nghiệm thực tiễn, là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thi công hố đào. Cần chú trọng đến công tác đào tạo và nâng cao năng lực cho đội ngũ kỹ sư và công nhân xây dựng.

6.1. Tổng kết các phương pháp ổn định hố đào hiệu quả

Các phương pháp ổn định hố đào hiệu quả bao gồm tường vây cọc khoan nhồi, cừ Larsen, Neo (Ground Anchor) và các phương pháp gia cố đất khác. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phải dựa trên điều kiện địa chất, độ sâu hố đào, tải trọng từ các công trình lân cận và các yếu tố kinh tế - kỹ thuật.

6.2. Kiến nghị cho các công trình thi công hố đào tương tự

Các kiến nghị cho các công trình thi công hố đào tương tự bao gồm: thực hiện khảo sát địa chất kỹ lưỡng, thiết kế hệ thống tường chắn và giằng chống phù hợp, tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình thi công, thực hiện quan trắc và giám sát chặt chẽ, và có biện pháp phòng ngừa rủi ro và ứng phó sự cố.

6.3. Hướng nghiên cứu tiếp theo về ổn định hố đào sâu

Hướng nghiên cứu tiếp theo về ổn định hố đào sâu có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp thi công tiên tiến, sử dụng vật liệu mới và áp dụng công nghệ thông tin để theo dõi và điều khiển quá trình thi công. Ngoài ra, cần nghiên cứu sâu hơn về tương tác giữa công trình ngầm và môi trường xung quanh, cũng như tác động của biến đổi khí hậu đến ổn định hố đào.

Nghiên Cứu Phương Pháp Ổn Định Hố Đào Trạm Bơm PS2 Kênh Lò Gốm - Tân Hóa