Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng nghiên cứu gia tăng độ ổn định tường vây thành hố đào sâu bằng giải pháp phun vữa xi măng áp lực cao jet grouting

Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng nghiên cứu gia tăng độ ổn định tường vây hố đào sâu bằng giải pháp phun vữa xi măng áp lực cao jet grouting.

• Tác giả: Nguyễn Thái Tài Nhân
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Xuân Thọ
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu gia tăng độ ổn định tường vây thành hố đào sâu bằng giải pháp phun vữa xi măng áp lực cao (Jet Grouting)
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP GIỮ ỔN ĐỊNH THÀNH HỒ ĐÀO SÂU
• 1.1. Tổng quan về hố móng đào sâu
• 1.2. Các giải pháp thi công tường chắn hồ đào sâu
• 1.3. Giữ ổn định bằng tường cừ thép
• 1.4. Giữ ổn định bằng cọc bản bê tông cốt thép
• 1.5. Giữ ổn định bằng tường chắn cọc khoan nhồi
• 1.6. Giữ ổn định bằng tường bê tông cốt thép liên tục trong đất
• 1.7. Những yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị của đất quanh hố đào sâu
• 1.8. Tình trạng nước ngầm
• 1.9. Biện pháp thi công
• 1.10. Tác động của sự thay đổi ứng suất trong đất nền
• 1.11. Ứng suất ngang ban đầu trong đất
• 1.12. Đặc tính của đất
• 1.13. Những nguyên nhân gây mất ổn định hố đào và công trình lân cận
• 1.14. Lý thuyết tính toán áp lực đất lên kết cấu chắn giữ của hố đào sâu (tường liên tục)
• 1.14.1. Lý thuyết Mohr – Rankine
• 1.14.2. Áp lực chủ động
• 1.14.3. Áp lực bị động
• 1.14.4. Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường đến áp lực đất
• 1.14.5. Các tính toán kiểm tra tính ổn định của kết cấu chắn giữ
• 1.14.6. Tính toán ổn định hố đào sâu bằng tường vây
• 1.14.7. Phương pháp phần tử hữu hạn
• 1.14.8. Các mô hình đất nền trong phần mềm Plaxis
• 2. CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ PHUN VỮA XI MĂNG ÁP LỰC CAO (JET GROUTING)
• 2.1. Giới thiệu công nghệ trộn sâu (Deep Mixing) tạo trụ xi măng - đất
• 2.2. Phạm vi áp dụng của phương pháp jet grouting
• 2.3. Ưu điểm và khuyết điểm của phương pháp jet grouting
• 2.4. Nguyên lý làm việc của công nghệ phun vữa xi măng áp lực cao jet grouting
• 2.5. Các thông số của công nghệ jet grouting
• 2.6. Vữa phun và chế tạo vữa
• 2.7. Nguyên lý gia cố xi măng đất
• 2.8. Bản chất và vai trò của vữa phun
• 2.9. Các tính chất chung của vữa phun
• 2.10. Những thông số của vữa phun làm cơ sở cho thiết kế phun
• 2.11. Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng jet grouting
• 2.12. Áp lực phun
• 2.13. Thể tích, lưu lượng phun. Tốc độ rút cần, tốc độ xoay
• 2.14. Loại xi măng, vữa. Ảnh hưởng loại đất tại hiện trường
• 2.15. Tổng hợp các mối quan hệ tham khảo tính chất cơ lý của trụ xi măng – đất
• 2.16. Thi công jet grouting
• 2.17. Thiết bị thi công jet grouting
• 2.18. Ưu và nhược điểm của các hệ thống thi công jet grouting
• 2.19. Kiểm soát chất lượng trụ xi măng đất thi công bằng công nghệ jet grouting
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU GIA TĂNG ĐỘ ỔN ĐỊNH TƯỜNG VÂY THÀNH HỒ ĐÀO SÂU BẰNG GIẢI PHÁP PHUN VỮA XI MĂNG ÁP LỰC CAO (JET GROUTING)
• 3.1. Giới thiệu công trình
• 3.2. Đặc điểm địa chất đất nền công trình Saigon Center
• 3.3. Thông số vật liệu nhập vào mô hình tính toán
• 3.4. Chỉ tiêu cơ lý đất nền
• 3.5. Thông số trụ xi măng đất
• 3.6. Hệ giằng chống hố đào
• 3.7. Hệ khung tầng hầm công trình hiện hữu
• 3.8. Tường vây bê tông cốt thép
• 3.9. Tương tác giữa đất nền và kết cấu
• 3.10. Sự cần thiết áp dụng biện pháp gia cố jet grouting: mô phỏng vách hố đào khi đào hố thi công hệ tường vây mới
• 3.10.1. Trường hợp 1: đào tường vây khi không sử dụng biện pháp gia cố
• 3.10.2. Trường hợp 2: đào tường vây khi sử dụng biện pháp gia cố dãy trụ jet grouting
• 3.11. Phân tích biến dạng và chuyển vị của tường vây DW900 qua các giai đoạn thi công
• 3.11.1. Trường hợp tổng quát 1 (THTQ1): thi công hố đào sâu khi không sử dụng biện pháp gia cố
• 3.11.2. Trường hợp tổng quát 2 (THTQ2): khi có sử dụng giải pháp gia cố phun vữa xi măng áp lực cao jet grouting
• 3.12. Phân tích kết quả
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH

Tóm tắt

I. Tổng quan về tường vây và hố đào sâu

Tường vây và hố đào sâu là hai yếu tố quan trọng trong các công trình xây dựng hiện đại, đặc biệt là ở các thành phố lớn như TP. Hồ Chí Minh. Tường vây thường được sử dụng để giữ ổn định thành hố đào, ngăn chặn sự sụt lún hoặc sạt lở đất trong quá trình thi công. Hố đào sâu thường được áp dụng cho các công trình có tầng hầm sâu, nơi cần không gian lớn để bố trí các hệ thống kỹ thuật. Tuy nhiên, việc thi công hố đào sâu đặt ra nhiều thách thức về độ ổn định của đất nền và ảnh hưởng đến các công trình lân cận.

1.1. Các giải pháp giữ ổn định thành hố đào sâu

Có nhiều giải pháp để giữ ổn định thành hố đào sâu, bao gồm sử dụng tường chắn cọc khoan nhồi, cọc bản bê tông cốt thép, và tường bê tông cốt thép liên tục. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, tùy thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật của công trình. Công nghệ Jet Grouting được xem là một giải pháp hiệu quả để gia cố đất yếu, tăng độ ổn định cho tường vây và hố đào sâu.

II. Công nghệ Jet Grouting và ứng dụng

Công nghệ Jet Grouting là một kỹ thuật xử lý nền móng hiện đại, sử dụng áp lực cao để phun vữa xi măng vào đất, tạo thành các trụ xi măng đất có độ cứng và ổn định cao. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng có điều kiện địa chất phức tạp, đặc biệt là ở các khu vực có đất yếu hoặc cần gia cố tường vây.

2.1. Nguyên lý và ưu điểm của Jet Grouting

Nguyên lý của Jet Grouting là sử dụng áp lực cao để phun vữa xi măng vào đất, tạo ra các trụ xi măng đất có khả năng chịu lực tốt. Ưu điểm của phương pháp này bao gồm khả năng gia cố đất yếu, tăng độ ổn định cho tường vây, và giảm thiểu nguy cơ sạt lở đất. Tuy nhiên, việc thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và kiểm soát chặt chẽ các thông số kỹ thuật.

III. Nghiên cứu gia tăng độ ổn định tường vây bằng Jet Grouting

Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng công nghệ Jet Grouting để gia tăng độ ổn định của tường vây trong các hố đào sâu. Cụ thể, nghiên cứu được thực hiện trên công trình Saigon Center, nơi có điều kiện địa chất phức tạp và yêu cầu cao về độ ổn định của tường vây.

3.1. Phân tích địa chất và tính toán độ ổn định

Nghiên cứu tiến hành phân tích địa chất khu vực thi công, bao gồm các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của tường vây. Sử dụng phần mềm Plaxis 2D, nghiên cứu mô phỏng quá trình thi công và tính toán độ ổn định của tường vây trong các giai đoạn khác nhau. Kết quả cho thấy việc áp dụng Jet Grouting giúp giảm đáng kể chuyển vị ngang của tường vây và tăng độ ổn định tổng thể của công trình.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy công nghệ Jet Grouting là một giải pháp hiệu quả để gia tăng độ ổn định của tường vây trong các hố đào sâu. Các kết quả tính toán và mô phỏng đã chứng minh tính khả thi của phương pháp này trong việc giảm thiểu nguy cơ sạt lở đất và đảm bảo an toàn cho công trình.

4.1. Đánh giá hiệu quả và hạn chế

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, Jet Grouting cũng có một số hạn chế, bao gồm chi phí thi công cao và yêu cầu kiểm soát chặt chẽ các thông số kỹ thuật. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cần có thêm các số liệu quan trắc thực tế để đánh giá chính xác hơn hiệu quả của phương pháp này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việc phát triển các công trình cao tầng tại các đô thị lớn như Thành phố Hồ Chí Minh ngày càng đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật tiên tiến để đảm bảo an toàn và hiệu quả thi công, đặc biệt là trong các hố đào sâu phục vụ xây dựng tầng hầm. Theo ước tính, chiều sâu đào hố móng các công trình cao tầng thường vượt quá 5m, được phân loại là hố đào sâu, gây ra nhiều thách thức về ổn định thành vách và ảnh hưởng đến các công trình lân cận. Một trong những vấn đề nổi bật là nguy cơ mất ổn định tường vây bê tông cốt thép (diaphragm wall - DW) khi thi công tường vây mới sát cạnh tường vây hiện hữu, với lớp đất mỏng chỉ khoảng 0,5m giữa hai tường.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là gia tăng độ ổn định tường vây thành hồ đào sâu bằng giải pháp phun vữa xi măng áp lực cao (jet grouting), nhằm ngăn ngừa nguy cơ sạt lở thành hố đào và giảm chuyển vị ngang của tường trong quá trình thi công. Nghiên cứu tập trung vào công trình Saigon Center, mô phỏng và phân tích sự biến dạng, chuyển vị tường vây qua các giai đoạn thi công, đồng thời đánh giá hệ số an toàn tổng thể và khả năng chịu lực của tường vây được gia cố bằng jet grouting.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm phân tích kỹ thuật tại công trình Saigon Center giai đoạn 2 và 3, sử dụng phần mềm mô phỏng địa kỹ thuật Plaxis 2D, với dữ liệu địa chất thực tế và các thông số vật liệu đặc trưng. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và thi công các công trình hố đào sâu trong điều kiện quỹ đất hạn hẹp, mật độ xây dựng cao, góp phần nâng cao an toàn thi công và bảo vệ công trình lân cận.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết Mohr – Rankine về áp lực đất: Phân tích áp lực chủ động và bị động tác dụng lên tường vây, với các công thức tính áp lực đất theo độ sâu và đặc tính đất nền, bao gồm đất dính và đất rời. Lý thuyết này giúp xác định áp lực đất thay đổi theo chuyển vị tường, từ đó đánh giá ổn định kết cấu chắn giữ.

• Mô hình biến dạng và ổn định tường vây: Kiểm tra các trạng thái ổn định tổng thể, chống trượt, chống nghiêng lật của tường vây, dựa trên các hệ số an toàn tiêu chuẩn (FS > 1.2 cho ổn định tổng thể, FS > 1.0 cho chống trượt, FS > 1.4 cho chống nghiêng lật). Các tính toán này được thực hiện theo trạng thái giới hạn biến dạng và ứng suất.

• Mô hình đất nền Hardening Soil (HS): Mô hình đất nền nâng cao mô phỏng ứng xử đàn hồi dẻo của đất, bao gồm các thông số modulus đàn hồi, modulus biến dạng tiếp tuyến, và các đặc tính cơ học khác. Mô hình này được áp dụng trong phần mềm Plaxis để mô phỏng chính xác biến dạng và ứng suất trong quá trình thi công.

• Nguyên lý công nghệ phun vữa xi măng áp lực cao (jet grouting): Giải pháp gia cố đất nền bằng cách phun vữa xi măng áp lực cao để tạo thành các trụ xi măng – đất có cường độ cao, tăng khả năng chịu lực và ổn định đất nền giữa các tường vây. Công nghệ này dựa trên nguyên lý cắt đất bằng dòng nước áp lực cao kết hợp trộn vữa, với các hệ thống phun đơn, phun đôi và phun ba dòng.

Các khái niệm chính bao gồm: áp lực đất chủ động và bị động, chuyển vị tường vây, moment uốn tường, hệ số an toàn tổng thể, modulus đàn hồi đất, và các thông số kỹ thuật của jet grouting như áp lực phun, lưu lượng vữa, đường kính trụ xi măng – đất.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu địa chất và vật liệu được thu thập từ công trình Saigon Center, bao gồm các chỉ tiêu cơ lý đất nền, thông số tường vây bê tông cốt thép, hệ giằng chống hố đào, và các thông số kỹ thuật của hệ thống jet grouting.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng phần mềm Plaxis 2D phiên bản 8.5 để mô phỏng quá trình thi công hố đào sâu với hai trường hợp: không sử dụng và có sử dụng giải pháp gia cố jet grouting. Phương pháp phần tử hữu hạn được áp dụng để phân tích biến dạng, chuyển vị tường vây, áp lực đất tác dụng và moment uốn qua các giai đoạn thi công.

• Cỡ mẫu và timeline nghiên cứu: Mô hình số được xây dựng dựa trên kích thước thực tế của công trình Saigon Center, với chiều sâu đào lên đến khoảng 20m. Quá trình nghiên cứu kéo dài từ tháng 7/2012 đến tháng 6/2013, bao gồm thu thập số liệu, mô phỏng, phân tích kết quả và đề xuất giải pháp.

• Kiểm tra và đánh giá: Các kết quả mô phỏng được so sánh với các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu thiết kế về chuyển vị, moment uốn, và hệ số an toàn. Đồng thời, luận văn đánh giá hiệu quả của giải pháp jet grouting trong việc giảm chuyển vị và tăng độ ổn định tường vây.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Giảm chuyển vị ngang tường vây: Khi sử dụng giải pháp phun vữa xi măng áp lực cao để gia cố lớp đất mỏng 0,5m giữa tường vây mới và tường vây cũ, chuyển vị ngang lớn nhất của tường giảm xuống còn 53mm, so với trường hợp không gia cố có chuyển vị lớn hơn đáng kể. Chuyển vị ngang tại đỉnh tường cũng được kiểm soát ở mức 0,77mm, đảm bảo an toàn cho công trình.

2. Hệ số an toàn tổng thể cao: Hệ số an toàn tổng thể (FS_min) của hệ tường vây được gia cố đạt giá trị 3, vượt xa mức yêu cầu tối thiểu 1.2, chứng tỏ sự ổn định vững chắc của kết cấu trong quá trình thi công hố đào sâu.

3. Moment uốn tường thỏa mãn điều kiện chịu lực: Moment uốn lớn nhất đo được là 1672 kNm/m, nằm trong giới hạn chịu lực cho phép của tường vây bê tông cốt thép, đảm bảo kết cấu không bị phá hoại do ứng suất uốn.

4. Hiệu quả của công nghệ jet grouting: Việc áp dụng công nghệ jet grouting không chỉ gia cố đất nền mà còn làm giảm nguy cơ sạt lở thành hố đào, hạn chế biến dạng và chuyển vị tường vây, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng đến các công trình lân cận.

Thảo luận kết quả

Kết quả mô phỏng cho thấy rõ ràng sự khác biệt về chuyển vị và ổn định tường vây khi áp dụng giải pháp jet grouting. Nguyên nhân chính là do lớp đất mỏng giữa hai tường vây được gia cố bằng trụ xi măng – đất có cường độ cao, làm tăng khả năng chịu lực và giảm biến dạng đất nền. So với các nghiên cứu trước đây về gia cố tường vây bằng cọc xi măng đất truyền thống, giải pháp jet grouting cho phép thi công trong không gian hẹp, giảm diện tích đất sử dụng và tăng hiệu quả gia cố.

So sánh với các công trình tương tự tại TP. Hồ Chí Minh, nơi thường xảy ra các sự cố mất ổn định hố đào sâu do chuyển vị tường vây lớn và áp lực nước ngầm cao, giải pháp jet grouting thể hiện tính khả thi và ưu việt trong việc kiểm soát ổn định thành hố đào. Các biểu đồ chuyển vị ngang và moment uốn qua các giai đoạn thi công được trình bày chi tiết trong luận văn, minh họa sự giảm đáng kể biến dạng khi sử dụng biện pháp gia cố.

Ngoài ra, việc sử dụng mô hình Hardening Soil trong phần mềm Plaxis giúp mô phỏng chính xác hơn ứng xử đất nền, phản ánh đúng đặc tính biến dạng đàn hồi dẻo và ảnh hưởng của áp lực nước ngầm. Điều này góp phần nâng cao độ tin cậy của kết quả phân tích.

Tuy nhiên, do công trình chưa hoàn thành thi công nên chưa có số liệu quan trắc thực tế để so sánh trực tiếp, đây là hạn chế cần được khắc phục trong các nghiên cứu tiếp theo.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng rộng rãi giải pháp jet grouting trong thi công hố đào sâu: Khuyến nghị các chủ đầu tư và nhà thầu sử dụng công nghệ phun vữa xi măng áp lực cao để gia cố lớp đất mỏng giữa các tường vây, đặc biệt trong các công trình xây dựng kế sát nhau tại đô thị lớn nhằm tăng độ ổn định và giảm rủi ro sạt lở.

2. Tối ưu thiết kế và vị trí trụ jet grouting: Đề xuất nghiên cứu chi tiết vị trí, kích thước và mật độ trụ xi măng – đất phù hợp với điều kiện địa chất cụ thể để đạt hiệu quả gia cố tối ưu, giảm chi phí và thời gian thi công. Thời gian thực hiện trong giai đoạn thiết kế và chuẩn bị thi công.

3. Tăng cường giám sát và kiểm soát chất lượng thi công: Đề nghị áp dụng các biện pháp kiểm soát chất lượng vữa phun, áp lực phun, tốc độ rút cần và vòng quay đầu phun theo tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo chất lượng trụ xi măng – đất, tránh hiện tượng tắc nghẽn hoặc tạo đất bùn trào lên gây ảnh hưởng môi trường.

4. Phát triển hệ thống quan trắc chuyển vị và áp lực đất thực tế: Khuyến khích lắp đặt hệ thống quan trắc chuyển vị tường vây và áp lực đất trong quá trình thi công để theo dõi, đánh giá hiệu quả biện pháp gia cố, từ đó điều chỉnh kịp thời các thông số thi công nhằm đảm bảo an toàn công trình.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế kết cấu và địa kỹ thuật: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán chi tiết về áp lực đất, chuyển vị tường vây và công nghệ jet grouting, giúp kỹ sư thiết kế lựa chọn giải pháp gia cố phù hợp cho các công trình hố đào sâu.

2. Nhà thầu thi công công trình ngầm và hố đào sâu: Các thông số kỹ thuật, quy trình thi công và kiểm soát chất lượng jet grouting được trình bày rõ ràng, hỗ trợ nhà thầu tổ chức thi công hiệu quả, giảm thiểu rủi ro và sự cố trong quá trình thi công.

3. Chuyên gia quản lý dự án xây dựng: Hiểu rõ về các rủi ro kỹ thuật và giải pháp gia cố tường vây giúp quản lý dự án đánh giá đúng tiến độ, chi phí và an toàn thi công, từ đó đưa ra các quyết định quản lý phù hợp.

4. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành xây dựng, địa kỹ thuật: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng phần mềm mô phỏng Plaxis, mô hình đất nền Hardening Soil và công nghệ jet grouting trong thực tế, phục vụ cho nghiên cứu và học tập chuyên sâu.

Câu hỏi thường gặp

1. Jet grouting là gì và tại sao lại được sử dụng trong gia cố tường vây?
   Jet grouting là công nghệ phun vữa xi măng áp lực cao để tạo trụ xi măng – đất gia cố đất nền. Phương pháp này giúp tăng cường độ chịu lực và ổn định đất giữa các tường vây, giảm chuyển vị và nguy cơ sạt lở trong hố đào sâu, đặc biệt hiệu quả trong không gian chật hẹp.

2. Giải pháp jet grouting có ưu điểm gì so với các phương pháp gia cố truyền thống?
   Jet grouting có thể thi công trong điều kiện không gian hạn chế, ít gây rung động và tiếng ồn, tạo trụ xi măng – đất có cường độ cao, kiểm soát được chất lượng và kích thước trụ, đồng thời giảm diện tích đất sử dụng so với cọc xi măng đất truyền thống.

3. Phần mềm Plaxis 2D được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu này?
   Plaxis 2D là phần mềm mô phỏng địa kỹ thuật sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích biến dạng, ứng suất và ổn định đất nền và kết cấu tường vây qua các giai đoạn thi công. Mô hình Hardening Soil trong Plaxis giúp mô phỏng chính xác đặc tính đất nền.

4. Các thông số kỹ thuật quan trọng trong thi công jet grouting là gì?
   Các thông số chính gồm áp lực phun (20-60 MPa), lưu lượng vữa, tốc độ rút cần (0,3-1 m/phút), tốc độ quay đầu phun (20-100 vòng/phút), tỷ lệ nước/xi măng trong vữa, và đường kính trụ xi măng – đất. Việc kiểm soát các thông số này đảm bảo chất lượng trụ và hiệu quả gia cố.

5. Giải pháp jet grouting có thể áp dụng cho những loại đất nào?
   Jet grouting có thể áp dụng cho nhiều loại đất khác nhau, từ đất rời, đất sét đến đất có tính dính cao. Tuy nhiên, các thông số thi công và thành phần vữa cần được điều chỉnh phù hợp với đặc tính từng loại đất để đạt hiệu quả tối ưu.

Kết luận

• Giải pháp phun vữa xi măng áp lực cao (jet grouting) hiệu quả trong việc gia tăng độ ổn định tường vây bê tông cốt thép cho hố đào sâu, giảm chuyển vị ngang tường xuống mức an toàn (53mm).

• Hệ số an toàn tổng thể của hệ tường vây gia cố đạt 3, vượt xa yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn thi công và khai thác công trình.

• Moment uốn tường vây được kiểm soát trong giới hạn chịu lực cho phép, bảo đảm kết cấu không bị phá hoại do ứng suất uốn.

• Nghiên cứu sử dụng mô hình Hardening Soil và phần mềm Plaxis 2D mô phỏng chính xác quá trình thi công và biến dạng tường vây, làm cơ sở khoa học cho thiết kế và thi công thực tế.

• Đề xuất áp dụng rộng rãi công nghệ jet grouting trong các công trình hố đào sâu tại đô thị lớn, đồng thời tăng cường giám sát và kiểm soát chất lượng thi công để đảm bảo hiệu quả và an toàn.

Next steps: Triển khai quan trắc thực tế tại công trình Saigon Center sau thi công để so sánh và hiệu chỉnh mô hình, đồng thời nghiên cứu mở rộng ứng dụng jet grouting cho các công trình có điều kiện địa chất phức tạp hơn.

Call to action: Các kỹ sư, nhà thầu và quản lý dự án được khuyến khích áp dụng và nghiên cứu sâu hơn về công nghệ jet grouting nhằm nâng cao chất lượng và an toàn thi công hố đào sâu trong điều kiện đô thị hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CÁC GIẢI PHÁP GIỮ ON ĐỊNH THÀNH HO 0. Tổng quan về hỗ móng đào Sau. _ Các giải pháp thi công tường chan hồ đảo sâu. Giữ 6n định bằng tường CU thép.

Giữ 6n định băng CỌC XI măng I0 ceccecesescecscececesessevscececeesevacsceceeveves -6- 1. Giữ 6n định bằng cọc bản bê tông cốt thép. Giữ 6n định bằng tường chăn cọc khoan nhi. Gitr 6n định bằng tường bê tông cốt thép liên tục trong dat.

Nhiing yếu tố ảnh hưởng đến chuyên vị của đất quanh hỗ dao sau. Kích thước hỗ d80 weseceecseesseesseesssessssessecsueessessueesusessesssessueesnessneesees -7- 1. Tình trạng nước ngam vecececcccsccccsessssesesscsesesscsesesscsesesscsesecscsssecsescseeseseaeees -7 - 1. Biện pháp thi công.

Tác động của sự thay đối ứng suất trong đất nên. Ứng suất ngang ban dau trong dat. Đặc tính của Gate. Những nguyên nhân gây mat 6n định hé dao và công trình lân cận.

Cac nguyên nhân khách quan. Cac nguyên nhân chủ quan. Những sự cô về hỗ móng dao sâu đã xảy ra trên dia bàn thành phố Hồ Chí Minh - 10- 1. _ Lý thuyết tính toán áp lực đất lên kết cau chắn giữ của hồ đào sâu (tường liên tuc) -lI- 1.

Ly thuyết Mohr — Rankine. Áp lực chủ động. Áp lực bị động. Ảnh hưởng của chuyền vị thân tường đến áp lực đất.

Các tính toán kiểm tra tính ôn định của kết cầu chăn giữ [2]:. Tính toán ôn định hố đào sâu bằng tường Vây. Phuong pháp phan tử hữu hạn. Các mô hình đất nên trong phần mềm Plaxis .------+: - 22 - CHƯƠNG 2: CONG NGHE PHUN VỮA XI MĂNG AP LUC CAO (JET GROUTING ) oo.

Gidi thiệu công nghệ trộn sau (Deep Mixing) tạo tru xi măng - đất. Pham vi áp dung của phương pháp jet grouting. Ưu điểm và khuyết điểm của phương pháp jet grouting. Nguyén lý làm việc của công nghệ phut vita xi mang áp luc cao jet grouting - 30 - 2.

_ Các thông số của công nghệ jet grouting. Vita phut va chế tạo vữa PAUL oo. Nguyên lý gia cố xi măng đất. Bản chất và vai trò của vữa phut oc.

Các tính chat chung của Vita phut. Những thông số của vữa phut lam cơ sở cho thiết kế phụt. Các nhân tô ảnh hưởng đến chat lượng jet groufing. Ấp lực phun.-¿- - ¿56+ SE+E*EESE£ESE 121911212111 21 21111111111.

Thể tích, lưu lượng phun. Tốc độ rút cần, tốc độ xoay I0 -39- 2. LOại Xi MAN, VŨỮA. Ảnh hưởng loại đất tại hiện trường.

_ Tổng hợp các mỗi quan hệ tham khảo tinh chất co ly của tru xi măng — dat. Thi công jet ØTOUITE. Thiết bị thi công jet grouting. Ưu và nhược điểm của các hệ thống thi công jet grouting.

Kiểm soát chat lượng tru xi măng dat thi công băng công nghệ jet grouting - 46 - CHƯƠNG 3: NGHIÊN CUU GIA TANG ĐỘ ON ĐỊNH TƯỜNG VAY THÀNH HỒ ĐÀO SAU BẰNG GIẢI PHÁP PHUN VỮA XI MĂNG ÁP LỰC CAO (JET GROUTING)).- tt TS 1115118 1315151 1151111111111 11 1111111111111 1111111111111 1111111 Ecee. -48- DANH MỤC BANG BIEU Bang 1-1: Chuyén vị cần thiết của tường để sinh ra áp lực đất chủ động và áp lực đất bị dong, “Số tay công trình móng”- Phương Hiểu Dương.--- 2 2 2 2 sec: -17- Bang 2-1: Các thông số cơ ban của jet grouting ( [13,11 ,10]) cece - 31 - Bang 2-2:M6i quan hệ giữa trong lượng riêng và đường kính trụ xi măng — đất [22]- 45 Bảng 2-3: Ưu và nhược điểm các hệ thống thi công jet grouting [13]. - 46 - Bang 3-1: Các chỉ tiêu cơ lý của đất n6n oo. cccececccccscssessesessesesseseseseeessseseeseseeceseesees - 54 - Bang 3-2: Các chỉ tiêu co ly của đất nên (tiếp theo) woe eesessesesceseseseeeseees -55- Bang 3-3: Thông số trụ xi măng đất .--:- 5255222 +teEzkeErkererkerrrrrrrred - 56 - Bảng 3-4: Thông số hệ giăng chống hố da0.ccccsccsescsssessesesesesesessesssessssssesseseeeeees - 56 - Bảng 3-5: Thông số hệ khung tang hầm công trình hiện hữu:.----- - 57 - Bang 3-6: Thông số tường vây bê tông cốt thép (DW): .- 25552 522cc - 57 - Bang 3-7: Hé số giảm cường độ tại bề mặt tiếp XÚC Ìinter ‹.--------c<<<< c2 - 58 - Bảng 3-8:Các giai đoạn đào thi công tường vây như Sau: .- << << <<<<+2 - 62 - Bang 3-9: Các giai đoạn dao thi công tường Vậy.

cong re -65- Bang 3-10: Các giai đoạn thi CONG .-- -- - G5 ng re - 70 - Bang 3-11: Kết quả chuyền vị của tường vay DW900 qua các giai đoạn thi công dao I0.ố -71- Bang 3-12: Các giai đoạn thi CÔng .-- -- - G5 HH re - 74- Bang 3-13: Kết quả chuyền vị của tường vây DW900 qua các giai đoạn thi công dao. - 74- Bang 3-14: Chuyến vị ngang của tường vây DW900 theo độ sâu ở giai đoạn thi công đào -19.5m đến đáy hỗ móng, hạ mực nước ngâm .---- - ++s+c+ s+x+scscsez - 77 - Bang 3-16: Tinh toán kha năng chịu moment giới han cua tường DW900. - 81 - Bang 3-17: Luc nén dọc trục N (kN/m) của hệ giang chống theo các giai đoạn thi công- 82 - DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Điều kiện phát sinh áp lực chủ động va bị động của đắt. -11- Hình 1-2: Ấp lực chủ động của đất trong hệ toa dO (4, Ơ).--- cà k2 -]2- Hình 1-3: Biểu đồ tính áp lực chủ động - a) Dat rời; b) Dat dính.---- - 13- Hình 1-4: Biéu đồ tính áp lực bị động - a) Dat rời; b) Dat dính .- -14- Hình 1-5: Ảnh hưởng chuyên vị của tường chan đến áp lực dat .- - l6- Hình 1-6: Kiểm tra tính 6n định tổng thỂ.--- 5-52 252 S22E+E2E£E£E£E+EzEEErkrkrrrree -21- Hình 1-7: Xác định Eqog ceccsscsececcssesesecececsesesececsesvscsececscsvscsecacscavsesecacarsvsnsecacacaveeeees -24- Hình 1-8: Xác định Eso, Egy cccccccececescsssccscsescsesesesececececececacecevsvevsvsesecececseesececececeees - 24 - Hình 2-1: Tong kết các ứng dụng của công nghệ trộn sâu [6].

------------ - 25 - Hình 2-2: Sơ đồ thi công phương pháp trộn ướtt.---- + + 25 + +2 £s£s+£+ezzzsced - 26 - Hình 2-3: Cac lưỡi khoan của công nghệ trộn ƯỚT.-- 555553 ssssseees - 27 - Hình 2-4: Quan hệ giữa khoảng cách xói va áp lực phun [9] .----- --- - 38 - Hình 2-5: Tốc độ xoay và chu kỳ lặp lai ảnh hưởng đường kính xói [9]. - 39 - Hình 2-6: Quan hệ giữa cường độ và ham lượng xi măng su dụng [IOT. - 40 - Hình 2-7: Pham vi ứng dụng của công nghệ jet grouting trong các loại dat (Keller 6/0007. -4] - Hình 2-8: Quan hệ giữa áp lực phun và đường kính tru xi măng - đất với hai loại đất dính và rời ( [10]nguồn Langbehn 1986) .-- - ¿2 + 2 +s+E+S££E+E+EezEvxerererrereee - 42 - Hình 2-9: Bồ trí thiết bi trong thi công jet grouting (Keller Group) .- - 45 - Hình 3-1: Du án khu phức hop Saigon enf€T.

- 48- Hình 3-2: Vị trí lớp dat mỏng 500mm nam giữa 2 tường VAY .---------- - 49 - Hình 3-3: Mặt băng tường vây của công trình hiện hữu giai đoạn 1 và công trình mới PIAL DOAN 283 1. -51 - Hình 3-4: Chi tiết day trụ jet grouting, Mặt cắt 1-1 .ccecccceeesesseseseseseseseeseeen - 52 - Hình 3-5: May dao tường vay dién hình (http://www.-------¿ - 58 - Hình 3-6: Sơ dé mô phỏng áp lực ngang (KN/m') giữ ồn định thành của dung dịch 50/9002. - 59 - Hinh 3-7: So dé áp luc đứng (KN/m2) tác dụng lên đáy hồ đào của bentonite. - 60 - Hình 3-8: Mô phỏng 1⁄2 hồ dao thi công DW900 trên phan mềm plaxis.

- 61 - Hình 3-9: Chi tiết mô hình trên phần mềm plaxis.ccccccccsssessesesesseeseseseseseesesen -61- Hình 3-10: Kết quả chuyến vị sau giai đoạn đào -20m, bom bentonite day hỗ móng, hồ đào bi phá hoại YFƯỢTK. -- c1 999000101 và -62- Hình 3-11: On định điểm tại điểm “A”, vòng tròn Mohr — Coulomb tiếp xúc với đường bao chồng cat, đất nền tại điểm “A” bị phá hoại (trượt) .-------+++<<<<<<«2 - 63 - Hình 3-12: Lộ trình ứng suất (LTƯS) q’ - p’ tại điểm ““A””.---cscscscscsccee - 64- Hình 3-13: Chi tiết mô hình trên phần mềm plaXis.---- 2-2-2 2 252525225252: - 65 - Hình 3-14: Kết quả chuyên vị sau giai đoạn đào -40m đến chân tường vây, bom bentonite đầy hố móng. ¿+ ¿2 5£ +E+E9SE2EEE9EEEEEEEEE 2321212111123 111 21111. - 66 - Hinh 3-15: On dinh tai diém “B” theo vong tron Mohr — Coloumb: nam trong miền tới han, cách xa đường bao chống Cat .---¿- +2 +52 2E 2E£ESEEEEEEEEEEEEErErrkrrrreee - 67 - Hình 3-16: Lộ trình ứng suất q’ - p’ tại điểm “B” cách xa đường trang thái tới han- 67 - Hình 3-17: Mô hình công trình trên phần mềm Plaxis.

------ 52 2552: - 68 - Hình 3-18: Tạo áp lực nước lỗ r6g .cececcccscscscsesesessssescscsescscscscscscsesesesesesescsesesesesess - 69 - Hình 3-19: Tạo ứng suất suất ban đầu Ko.cccccccscsscsessssssessesssessesssessessseseseseeeseeees - 69 - Hình 3-20: Mô hình công trình tại giai đoạn cuối cùng, đào - [9. - 70 - Hình 3-21: Kết qua chuyén vi của tường vây trong giai đoạn thi công 14 — (dao xuống độ sâu -19.- TQ Q00 n HH HH HH TT re - 7] - Hình 3-22: Chuyén vị ngang của tường vây DW900 theo các giai đoạn thi công .- 72 - Hình 3-23: Moment uốn của tường vây DW900 qua các giai đoạn thi công. - 73 - Hình 3-24: Biéu đồ bao Moment uốn của tường vây DW900 qua các giai đoạn thi công ¬. - 73 - Hình 3-25: Kết qua chuyén vị của tường vây trong giai đoạn thi công 15 — (dao xuống độ sâu -19.- TQ Q00 n HH HH HH TT re - 75 - Hình 3-26: Chuyén vị ngang của tường vây DW900 theo các giai đoạn thi công .- 75 - Hình 3-27: Moment uốn của tường vây DW900 qua các giai đoạn thi công.

- 76 - Hình 3-28: Biéu đồ bao Moment uốn của tường vây DW900 qua các giai đoạn thi công ¬. - 76 - Hình 3-29: So sánh chuyén vị ngang của tường vây trong 2 trường hợp. - /8- Hình 3-30: Chuyên vị ngang lớn nhất của tường DW900 qua các giai đoạn đào dat trong 2 trường hỢp. nọ kh - 79 - Hình 3-31: Đường bao moment của tường vây DW900 qua các giai đoạn thi công trong "hy (50:00.

__ Giới thiệu cÔng tTÌnH. _ Giải pháp tăng cường độ 6n định tường vay trong hồ đào sâu bang công nghệ phụt vữa xi măng áp lực cao jet ðfOUITE. Đặc điểm dia chat đất nền công trình Saigon Center. Thông số vật liệu nhập vào mô hình tính toán.

Chỉ tiêu cơ lý đất nên. Thông số trụ xi măng đất. Hệ giăng chống hố da0. Hệ khung tầng hầm công trình hiện hữu.

Tường vây bê tông cốt thép. Tương tác giữa đất nền và kết cấu. _ Sự cần thiết áp dụng biện pháp gia cố jet grouting: mô phỏng vách hồ dao khi đào hồ thi công hệ tường vây mới. Trường hợp 1: đào tường vây khi không sử dụng biện pháp gia cố.

Trường hợp 2: đào tường vây khi sử dụng biện pháp gia cố day trụ jet 2400100122.