CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU CỦA TƯỜNG CHAN HODAO SÂU CÓ GIA CƯỜNG BẰNG CỘTĐẤT XI MĂNG 1.1 Những kết quả nghiên cứu vàđo đạc 1.1 Chuyển vị của tường Dướiđây là chuyển vi của tường trong lúc thi công giai doandau và thi công giai đoạn sau cùng. giaidoandau giaidoan cuối Hình 1.2 Các chuyển vi của tường trong quá trình thi công Nếu A,>1,6A, thì chuyển vidat sau tường có dạng lõm - Theo Goldberg (1976),do đạc trên 63 trường hợp lịch sửthìcho rằng chuyển vị tường trong đất cát và sỏi sạn hoặcđất sét cứng hoặc rất cứng thì thườngít hơn 0,4% của chiều sâu hốđào. Những kết quả của họ cũng chỉ ra rằng chuyển vị tường của hốđào sâu trong sét mềm thì khoảng 1% chiều sâu hốđào. - Theo dữ liệu của Moormann(2004) thực hiện trên 530 công trình trong sét mềm (c,<75 kpa).
Chuyển vị ngang lớn nhất của tường (ở,„) thì khoảng giữa 0,5%H và 1%H (với H là chiều sâu hốđào), vị trí chuyển vị ngang lớn nhất thì khoảng 0,5H tới 1H bên dưới mặtđất. << H [m]: chiéu sâu hốđào Ww t [m]: chiéu dai tường dưới hốđào N: số lớp thanh chống uTM*, [m]: chuyển vi max tường phương ngang max uTM*, [m]: chuyển vidat max phương đứng max Hình 1. Chuyển vị của tường và đất sau tường Chuyển vị ngang tường max [cm] 20 154 10+ An Chiều sâu hố đào ` Hình 1.4 Quan hệ giữa chiều sâu hốđào và chuyển vị tường Chuyển vị của tường phần lớn phụ thuộc vào hệ thốngthanh giằng.Y(1993)đã thực hiện trên 10 trường hợp lịch sử cho hốđào sâu ở Tapei cho rằng mối quan hệ giữa chuyển vị lớn nhất mặtđất vào khoảng 50% tới 70% độ võng tường lớn nhất vàđộ võng tường lớn nhất thì khoảng 0,2% tới 0,5% chiều sâu hốđào. -Theo Winter, E(1992)da thực hiện trên hốđào 10m dùng tường slurry có nhà thờ bên cạnh cho rằng chuyển vị lớn nhất của tường theo phương ngang vào khoảng 0.15% chiều sâu hốđào.
-Phương pháp Clough (1989)đề xuất trên bán thực nghiệm về chuyển vị trên lớp sét là chuyển vị lớn nhất của tường (ở,„„)đượcđánh giá từ mối quan hệ giữa hệ số an toàn (FS) và hệ thốngđộ cứng. Với : hệ thốngđộ cứng? = = 5 Y Trong đó EI làđộ cứng chống uốn y là trọng lượng riêng củađất dưới tường h là khoảng cách các thanh chống Hệ số an toàn (FS) đượcđịnh nghĩatheo Terzaghi (1943) TREY + TR, 7T JB D 2 B H in > vu | D | 45° = Sub Sub AFLCPLIF LLIELI LHL. sảng FS: -L NesS c ?ub rs:-L.s c3ub H y ~Suu⁄D H y--=w ⁄2 B (a) D<(V272)B (b) D>(/2/2)B Hình I.5 Hinh dạng hố dao va thông số cường độ đất cho hệ số an Trong đó: Suu là sức chống cắt không thoát nước củađất phía trên đáy hốđào. Sup là sức chống cắt không thoát nước củađất phía dướiđáy hốđào.
Nc là hệ số khả năng chịu lực [Theo Terzaghi (1943) Nc=5,7] -Theo Clough và O’Rourke(1990) chuyển vị tường lớn nhất vào khoảng 0,2% chiều sâu hốđào -Theo Hashash(1992)nếu hệ thống thanh chống tốt thìtỷ sốgiữachuyển vị ` “% ~Z ` -. ~Z ^ ~Z tường lớn nhất và chiều sâu hốđào—" > 0,5% ngược lại nếu hệ thống thanh , oc A ee 0 a chống nhỏ thì hệ số tăng từ > 1,5% tới 2%.2 Chuyển vị của đất xung quanh hồ đào Chuyển viđất xung quanh hốđào có 2 loại : loại chuyển vị lớn nhấtở sát thành hốđào (Spandrel) và loại chuyển vị có đường cong lõm (Concave). [— Tường / | — = \ | —_ Dang lõm H, ` — — Dạng chuyển vi max gần tường Hinh1.6 Các dạng chuyển vị của đất sau tường - Theo phương pháp Peck(1969) dùng phương pháp thực nghiệm.Chuyển viđất lớn nhất của sét mémdén rất mềm thì khoảng 1% của chiều sâu lớn nhất hố đào. Vùngnàythì khoảng 2 lần chiều sâu lớn nhất hốđào.Theo Peck chia làm 3 vùng.
Distance from Excavation Moximum Depth of Excavation ` TY cử a woe ở o 1.0 40 Vùng 1: Cat và sét mềmđến sét cứng Bs s Vùng 2: a/ Sét rất mềmđến mềm & - Giới han chiều sâu lớp sét bên dưới hốđào H5 <= oN A v4 N14 2 Lo! Le ON = 3 - Chiều sau đáng kể lớp sét dưới hédao nhưng © hở 3 Np<No *3 y H 2 ` ` = 3. b/ Anh hưởng chuyển vi bởi quá trình Depths of Loa;. Soft to Medium Clay Excavation, ft. thi công khác nhau @ Chicago, Illinois 30 - 63 © Oslo, Norway, Excluding 20 - 38 1,2,3 ` .£Z À nw À Vùng 3: Sét rất mềmđên mềm Vaterland Y Oslo, Norway, Vaterland 32 - 35 12, A Stiff Clay and Cohesive Sand 34 - 74 ko R eae was 7 0 Cohesionless Sand 39 - 47 Chiều sâu bên dướiđáy hố đào với Np>Nep Hình1.7 Phương pháp Peck (1969) Trong vùng 1 chuyển vi gần sát tường vào khoảng 1% chiều sâu hốđào, trong vùng 2 chuyển vị gần sát tường vào khoảng 2% chiều sâu hốđào.0 ôy/Ovm © Ước chừng cao hơn Ước chừng gầnđúng Vùng ảnh hưởng | Vùng ảnh chính — hưởng phụ Hinh1.8 Các vùng ảnh hưởng của chuyển vidat sau tường Vớiđoạn a-b và b-c có thể tính như sau: Nếu-?_<2 thì H @ ổ,= - 0.
H, Với ổ, là chuyển vị bề mặt của đất cách tườngmột khoảng là d H, là chiều sâu hốđào. - Theo phương pháp Bowles(1988). sarge we Vdid,, vn = 5 là chuyển vidatlén nhất Trong đó D=(H, + H,)tan(45—S—) là vùng ảnh hưởngtheo Caspe (1966) H, là chiều say hốđào, Hạ là bề rộng hốđào.tan(45 tô) 2 6, = 5-5] là chuyển vịiđấtở cách tường Với D-x là khoảng cách từ tường - Theo phương pháp Clough và O’Rourke(1990) chuyển vị mở rộng từ 2H, và 3H, cho đất cát và đất sét cứng đến rất cứng. Nếu biếtö,„ thì những vị trí khác có thể tínhđược, ngoài ra trên biểuđồ của Peck thì Clough và O’ Rourke cho rằng vùng ảnh hưởng chính (Primary influence zone) thì khoảng 2 lần chiều sâu hốđào(2H,) thì chuyển vị vào khoảng 0,1ố, „còn vùngảnh hưởng thứ cấp (Secondary influence zone) thìít ảnh hưởng nên vào khoảng 4H,.
-10- Đường r ` chuyển vi Đường a : ` chuyển vi ») Sét cứngđến rat cứng H, i Đường là ` chuyển vi Sét mềm đến vừa Hình 1.9 Phuong pháp Clough và O’Rourke (1990) ước chừng chuyển vị mặt đất - Phương pháp Ou(1993) dựa trên 10 trường hợpở Taipei (Han Quốc) là chuyển vid khoảng cách giới hạn sau tường thì không đều và gia tăng theo chiều sâu hốđào. Vùngđó được gọi là vùng ảnh hưởng (AIR), chuyển vị ngoài AIR thì không đáng kể. AIR=(H, +H, )an( 45 - 4 @ <(H,+H,) Với H, là chiều sâu hốđào, H; là chiều sâu tường cắm vàođất. - Theo dữ liệu cia Moormann(2004)da thực hiện nghiên cứu trên 530 trường hợp chuyển vi củađất do đào sâu trong sét mềm (c„< 75kpa).
Chuyển -11- vilớn nhất theo phương đứng của bề mặiđất sau lưng tudng(6,,) nằm trong khoảng 0,1%H tới 10%H trung bình trong khoảng 1,1%H, chuyển vị xảy ra 6 khoảng cáchít hơn 0,5%H sau lưng tường nhưng có nhiều trường hợp trong sét mềm khoảng cách này lên tới 2H, với H chiều sâu hốđào. - Theo Ou (1993) va Nicholson (1987) chuyển vị lớn nhất của mặtđất trong đường cong chuyển vị lõm thì bằng nữa chiều sâu màtạiđóđộ võng tường lớn nhất.10 Vùng ảnh hưởng theo Ou (1993) và Nicholson (1987) Trong nhiều trường hợp Clough và O’Rourke (1990) thì cho rằng chuyển vị mặtđấtở gần tường thi trong phamvi từ0,5ổ,„ tdi0,75,, (vớiổ,„ là chuyển vị lớn nhất) 1.3 Chiều sâu tường dưới đáy hố đào Dựa trên nhiều nghiên cứu của Woo và Moh (1990) thì tỷ số của chiều dài tường và chiều sâu hốđào vào khoảng 1,6 tới 2.4 Mối quan hệ giữa chuyển vị mặt đất và chuyển vị tường -Theo Mana và Clough(1981) cho rằng trong hầu hết trường hợp thì chuyển vị lớn nhất của bề mặtđất bằng (0,5-0,7) chuyển vị lớn nhất của tường 5, =(0,5—0,7)Ö„„ Các trường hợp chuyển vị của đất và tường Độ võng tường cm) Khoảng cách từ tường (m) 1210 8 6 4 2 00 10 20 30 40 50 60 OF EL2=aa-a [TTTTTTTTTI T PI=13~16 LL=33|-36 Strut _»/\ 5 |Su=lO~40kPa | SM œ=21-251 $'E319 10+ 15+ CL 3 (u=32~401 20+ PI=9~23 ~~ LL=29~39 “ Su=0.32øy' a 25L — |" ° lịo ¬y 30 A _| |§M o=25~26t 431° 00000 Measurement 35> lGLozsn-aar === Clough & 0'Rourke(1990) Pl=15~19-Lb=37}-4 1 ——— This study 40 | ML or SM u=23~241 45+ | ®=32° GP — — Stage Í 50 L — Final stage Độ võng tường _. Khoảng cách từ tường (m) em) 20 16 12 8 4 Fill a ; or ML-CL w=40~55 PI=10~17 LL=32 Sf |S,=18kPa ML-CL or MH W=53~651 PI=16 ¡oL_ |LLE41-35 lý S “?Ƒ | MH-CH Ay wW=65~85% ® PI=20~40 A 25Ƒ_ | LL=50~88 Su=27~89kPa 00000 Measurement === Clough & O'Rourke(1990) 30} —— This study 35 |- Dense sand — — Stage 1 4oL-_ & _ — — Final stage -13- Độ võng tường Khoảng cách từ tường (m) em) 141210 8 6 4 2 00 10 20 30 40 50 60 ML—CL ø=30~38 a T T T T T T T T 0 PI=10~16 Strut \ re an LL=28~36 S,=25kPa \ ae — Z 44 SM _o=22~30% res $'=33° a 8 _ 2 4 10 _ ML-CL a 4 15 w=28~36% ‘ te PI=6-16 H (Dempt)h LL=25~40 +16 20 S,=0.30,' ; ~20 25 MILT Ch QUANH vu ooooo Measurement LL,=25. — — Bowles(1986) \=J90v ———— Clough & O'Rourke(1990) " —— This study 35 Gravel 40 CL — — Stage Í 45= Final stage Độ võng tường Khoảng cách từ tường (m) cm 5 4 3 2 1 00 10 20 30 40 50 Silty clay re TT 1 ——T-——==——_— em 0 Su=95kPa \ \ ~Z” Strut — “z Silty,ver \ y 1“ sandy cla \ ứ Su=60~100kPa ) da \ z@—\_ | H +6 10 \ (Dempt)h / 8 15 Silty clay 10 W=25% mà — — Measurement S =100 -__ Peck(1969) 20 1 1801P | — — Bowles(1986) a — Clough & O'Rourke(1990) —— This study 25 — — Stage 2 30 — Final stage -14- Độ võng tường Khoảng cách từ tường (m) em) 1 30 T T 0 Fill SUIT silty clay 2 W=30% PI=25~35 LL=50~60 on Su=100~200kPa_ 44 +6 (Dempt)h 48 10 }- Stiff silty clay ~10 = — — Measurement _.
Peek(1969) — — Bowles(1986) =150 —— Clough & O'Rourke(1990) ~300kPa —— This study 20 30 Hard rock Final stage Hình 1.11 Các hình dang của chuyển vị tường và đất sau tường - Theo Mana va Clough (1981), Ou (1993), Hsiel và Ou (1998)từ nhiều trường hợp trên khắp thé giới thi: Ổy V (max) xo ¥ 9556 ATpremax) (max) tới Lổ sree z.4 7 co San Francisco (Mana & oe 1981) wo | A + Oslo (Mana & Clough 1981) 2.9 — o Taipei + Chicago (Mana & Clough 1981) ® Concave type ® Spandrel type 1. ce y+Qs" o t= bw a 5 0.12 Mỗi quan hệ giữa chuyển vi max mặt dat và độ võng tường max ( Ou, 1993 va Hsich va Ou, 1998) -15- -Theo Clough(1989) mỗi liên hệ giữa chuyển vitheo phương đứng va theo phương ngang có xétđến hệ thốngthanh giằng: 6 6 ° —— “(%)=C|—— xRxFS A A Trong đó: Ra Ls.
