Luận Văn Thạc Sĩ: Phân Tích Ổn Định Biến Dạng và Giải Pháp Xử Lý Trụ T5 Cầu Rạch Lá Cần Giờ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công trình trên đất yếu phân tích ổn định biến dạng và các giải pháp xử lý trụ t5 cầu rạch lá cần, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Đinh Hoài Luân
• Người hướng dẫn: TS. Trần Xuân Thọ
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Trình
• Đề tài: Phân Tích Ổn Định Biến Dạng và Giải Pháp Xử Lý Trụ T5 Cầu Rạch Lá Cần Giờ
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Trong bối cảnh xây dựng cầu trên nền đất yếu, việc phân tích ổn định và biến dạng của các trụ cầu là rất quan trọng. Đặc biệt, trụ T5 của cầu Rạch Lá, huyện Cần Giờ, TP. Hồ Chí Minh đã gặp phải nhiều vấn đề về ổn định và biến dạng. Những sự cố này không chỉ ảnh hưởng đến tiến độ thi công mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn cho công trình. Do đó, việc nghiên cứu và đưa ra các giải pháp xử lý là cần thiết để đảm bảo tính bền vững của công trình. Theo nghiên cứu, các yếu tố như tải trọng, điều kiện địa chất và phương pháp thi công đều có ảnh hưởng lớn đến ổn định của trụ cầu.

1.1 Tổng quan

Cầu Rạch Lá là một trong những công trình quan trọng, phục vụ giao thông cho khu vực Cần Giờ. Tuy nhiên, do nền đất yếu, cầu thường xuyên gặp phải các vấn đề về biến dạng và ổn định. Việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định của trụ T5 là cần thiết để tìm ra nguyên nhân và đưa ra các giải pháp xử lý hiệu quả. Nghiên cứu này sẽ giúp các kỹ sư có cái nhìn tổng quan về tình trạng của cầu và từ đó có những biện pháp khắc phục kịp thời.

II. Tổng quan về ổn định trụ cầu trong đất yếu

Việc xây dựng trụ cầu trong điều kiện đất yếu thường gặp nhiều thách thức. Ổn định của trụ cầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tải trọng, cấu trúc và điều kiện địa chất. Các hiện tượng như lún, nghiêng và biến dạng có thể xảy ra, gây ảnh hưởng đến tính bền vững của công trình. Đặc biệt, trong trường hợp của trụ T5 cầu Rạch Lá, các hiện tượng này đã được ghi nhận và cần được phân tích kỹ lưỡng. Việc hiểu rõ nguyên nhân gây ra các vấn đề này sẽ giúp đưa ra các giải pháp xử lý phù hợp, đảm bảo an toàn cho công trình.

2.1 Ổn định trụ cầu trong đất yếu

Khi xây dựng trụ cầu trong đất yếu, việc đảm bảo ổn định là rất quan trọng. Các yếu tố như tải trọng, độ sâu của trụ và điều kiện địa chất đều ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của trụ. Nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại có thể giúp dự đoán chính xác hơn về tình trạng ổn định của trụ. Ngoài ra, việc sử dụng các vật liệu và công nghệ mới cũng có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu tải và ổn định của trụ cầu.

III. Cơ sở lý thuyết phân tích và tính toán ổn định và biến dạng của trụ cầu bê tông cốt thép

Cơ sở lý thuyết cho việc phân tích ổn định và biến dạng của trụ cầu bê tông cốt thép bao gồm các phương pháp tính toán và mô hình hóa. Các phương pháp này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định của trụ, từ đó đưa ra các giải pháp khắc phục. Việc áp dụng các mô hình toán học và phần mềm chuyên dụng như Plaxis 3D Tunnel giúp phân tích chính xác hơn về tình trạng ổn định và biến dạng của trụ T5. Điều này không chỉ giúp dự đoán các vấn đề có thể xảy ra mà còn cung cấp thông tin cần thiết để thiết kế các biện pháp khắc phục hiệu quả.

3.1 Tổng quan

Phân tích ổn định và biến dạng của trụ cầu cần dựa trên các lý thuyết cơ bản về sức chịu tải và ứng suất. Các yếu tố như tải trọng, điều kiện địa chất và cấu trúc của trụ đều cần được xem xét kỹ lưỡng. Việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại sẽ giúp cải thiện độ chính xác trong việc dự đoán tình trạng ổn định của trụ cầu. Điều này rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho công trình và giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công.

IV. Phân tích và tính toán ổn định biến dạng và các giải pháp xử lý trụ T5 cầu Rạch Lá

Phân tích ổn định và biến dạng của trụ T5 cầu Rạch Lá cho thấy nhiều vấn đề nghiêm trọng. Các phương pháp tính toán đã chỉ ra rằng trụ cầu đang chịu áp lực lớn từ tải trọng và điều kiện địa chất không ổn định. Việc áp dụng các giải pháp như gia cố nền đất, sử dụng các vật liệu chịu lực cao và thiết kế lại cấu trúc trụ là cần thiết để đảm bảo ổn định cho công trình. Các giải pháp này không chỉ giúp khắc phục tình trạng hiện tại mà còn đảm bảo an toàn cho các công trình tương lai.

4.1 Tổng quan

Trụ T5 cầu Rạch Lá đã gặp phải nhiều vấn đề về ổn định và biến dạng. Việc phân tích tình trạng hiện tại của trụ là rất cần thiết để đưa ra các giải pháp xử lý hiệu quả. Các phương pháp phân tích hiện đại như mô hình hóa và tính toán ứng suất sẽ giúp xác định chính xác nguyên nhân gây ra các vấn đề này. Từ đó, các biện pháp khắc phục có thể được thiết kế và thực hiện kịp thời, đảm bảo an toàn cho công trình.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu về ổn định và biến dạng của trụ T5 cầu Rạch Lá đã chỉ ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cần được khắc phục. Việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại và đưa ra các giải pháp xử lý phù hợp là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình. Các kiến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định của trụ cầu trong điều kiện đất yếu, từ đó phát triển các phương pháp thiết kế và thi công hiệu quả hơn.

5.1 Một số kết luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc phân tích ổn định và biến dạng của trụ T5 cầu Rạch Lá là rất quan trọng. Các vấn đề về ổn định không chỉ ảnh hưởng đến tiến độ thi công mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn cho công trình. Do đó, việc đưa ra các giải pháp xử lý kịp thời là cần thiết để đảm bảo tính bền vững của công trình trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ------------------------- PHAÂN TÍCH OÅN ÑÒNH, BIEÁN DAÏNG VAØ CAÙC GIAÛI PHAÙP XÖÛ LYÙ TRUÏ T5 CAÀU RAÏCH LAÙ – CAÀN GIÔØ. LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TP. HOÀ CHÍ MINH, thaùng 03 naêm 2007 COÂNG TRÌNH ÑÖÔÏC HOAØN THAØNH TAÏI TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc: TS. TRAÀN XUAÂN THOÏ Caùn boä chaám nhaän xeùt 1:……………………………………………………………………………… Caùn boä chaám nhaän xeùt 2:……………………………………………………………………………… Luaän vaên thaïc só ñöôïc baûo veä taïi HOÄI ÑOÀNG CHAÁM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA, ngaøy……….naêm 2007 ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP.

HOÀ CHÍ MINH COÄNG HOØA XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄT NAM TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA Ñoäc Laäp - Töï Do - Haïnh Phuùc ------------------------ Tp.naêm 2006 NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Hoï vaø teân hoïc vieân: Ñinh Hoaøi Luaân Phaùi: Nam Ngaøy, thaùng, naêm sinh: 16/02/1979 Nôi sinh: Vónh Long Chuyeân ngaønh: COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU MSHV: 00904251 I. TEÂN ÑEÀ TAØI: PHAÂN TÍCH OÅN ÑÒNH, BIEÁN DAÏNG VAØ CAÙC GIAÛI PHAÙP XÖÛ LYÙ TRUÏ T5 CAÀU RAÏCH LAÙ – CAÀN GIÔØ. NHIEÄM VUÏ VAØ NOÄI DUNG: 1. Nhieäm vuï: Phaân tích oån ñònh, bieán daïng vaø caùc giaûi phaùp xöû lyù truï T5 caàu Raïch Laù – Caàn Giôø.

Noäi dung: Chöông 1: Giôùi thieäu. Chöông 2: Toång quan veà nhöõng vaán ñeà oån ñònh truï caàu trong ñaát yeáu. Chöông 3: Cô sôû lyù thuyeát phaân tích vaø tính toaùn oån ñònh vaø bieán daïng truï caàu beâ toâng coát theùp. Chöông 4: Phaân tích vaø tính toaùn oån ñònh, bieán daïng vaø caùc giaûi phaùp xöû lyù truï T5 – caàu Raïch Laù.

Chöông 5: Keát luaän vaø kieán nghò. NGAØY GIAO NHIEÄM VUÏ: 05/07/2006 IV. NGAØY HOAØN THAØNH NHIEÄM VUÏ: 05/03/2007 V. CAÙN BOÄ HÖÔÙNG DAÃN: TS.

TRAÀN XUAÂN THOÏ CAÙN BOÄ HÖÔÙNG DAÃN BOÄ MOÂN QUAÛN LYÙ CHUYEÂN NGAØNH TS. TRAÀN XUAÂN THOÏ TS. VOÕ PHAÙN Noäi dung vaø ñeà cöông Luaän vaên Thaïc só ñaõ ñöôïc Hoäi ñoàng chuyeân ngaønh thoâng qua Ngaøy……….naêm 2006 PHOØNG ÑAØO TAÏO SAU ÑAÏI HOÏC KHOA QUAÛN LYÙ NGAØNH Lôøi caûm ôn Luaän vaên thaïc só naøy ñöôïc hoaøn thaønh laø nhôø vaøo nhöõng kieán thöùc maø caùc thaày coâ ñaõ truyeàn ñaït cho em trong suoát quaù trình theo hoïc lôùp cao hoïc “Coâng trình treân ñaát yeáu”. Em xin chaân thaønh caûm ôn taát caû caùc quí thaày coâ ñaõ giaûng daïy vaø chæ baûo cho em nhöõng kieán thöùc boå ích laø haønh trang phuïc vuï cho coâng taùc cuûa em sau naøy.

Em xin baøy toû loøng bieát ôn saâu saéc ñeán thaày TS. Traàn Xuaân Thoï, giaûng vieân ñaõ taän tình höôùng daãn, giuùp ñôõ vaø cung caáp cho em nhöõng taøi lieäu heát söùc quí baùo giuùp em hoaøn thaønh luaän vaên thaïc só naøy. Cuoái cuøng toâi xin chaân thaønh caûm ôn gia ñình vaø baïn beø ñaõ ñoäng vieân vaø giuùp ñôõ toâi trong suoát quaù trình hoïc taäp cuõng nhö thöïc hieän luaän vaên naøy. TP Hoà Chuù Minh thaùng 03 naêm 2007 Hoïc vieân Ñinh Hoaøi Luaân Toùm taét luaän vaên Hieän nay, khi xaây döïng coâng trình treân ñaát yeáu thöôøng hay xaûy ra caùc söï coá khoâng mong muoán lieân quan ñeán vaán ñeà oån ñònh vaø bieán daïng cuûa coâng trình.

Vieäc khaéc phuïc caùc söï coá naøy gaëp raát nhieàu khoù khaên, toán keùm vaø laøm aûnh höôûng ñeán tieán ñoä thi coâng coâng trình. Söï coá xaûy ra taïi caàu Raïch Laù, huyeän Caàn Giôø, Thaønh Phoá Hoà Chí Minh laø moät trong nhöõng söï coá thöôøng gaëp khi xaây döïng caàu trong ñaát yeáu (neàn bò maát oån ñònh vaø caùc caáu kieän coâng trình bò chuyeån vò vöôït quaù giôùi haïn). Ñeà taøi “Phaân tích oån ñònh, bieán daïng vaø caùc giaûi phaùp xöû lyù truï T5 caàu Raïch Laù – Caàn Giôø” phaàn naøo giaûi quyeát caùc vaán ñeà coøn toàn taïi cuûa caùc söï coá neâu treân. Abstract Nowadays, construction of structures on soft soils often faces with unexpected stability and deformation problems.

Remedial works for those problems are often very difficult, costly and slow down project’s schedule. Failure of Rach La bridge, Can Gio district, Ho Chi Minh city is one typical incident happened in construction of bridge (instability of foundation and large deformation of bridge’s structural elements). The thesis “Stability and deformation analysis and remedial solutions for pier T5 of Rach La bridge, Can Gio” shall solved in some extent the existing problems of those failures. MUÏC LUÏC CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU 1.1 Toång quan.2 YÙ nghóa khoa hoïc cuûa ñeà taøi .3 Muïc ñích nghieân cöùu .4 Noäi dung nghieân cöùu .5 Haïn cheá cuûa ñeà taøi .3 CHÖÔNG 2:TOÅNG QUAN VEÀ OÅN ÑÒNH TRUÏ CAÀU TRONG ÑAÁT YEÁU 2.1 Toång quan veà moá truï caàu trong ñaát yeáu .2 Maát oån ñònh cuûa truï caàu trong ñaát yeáu .1 Maát oån ñònh tröôït .2 Maát oån ñònh do bieán daïng .3 Moät soá söï coá gaëp phaûi khi xaây döïng caàu trong ñaát yeáu .1 Söï coá caàu vaø haàm chui Vaên Thaùnh 2 .2 Söï coá nghieâng vaø gaãy coïc trong khi thi coâng moùng truï caàu .3 Söï coá caàu Raïch Laù – Caàn Giôø.4 Nguyeân nhaân vaø giaûi phaùp khaéc phuïc .14 CHÖÔNG 3: CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT PHAÂN TÍCH VAØ TÍNH TOAÙN OÅN ÑÒNH VAØ BIEÁN DAÏNG CUÛA TRUÏ CAÀU BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP 3.1 Toång quan.2 Cô sôû lyù thuyeát cuûa phöông phaùp giaûi tích .1 Lyù thuyeát tính toaùn söùc chòu taûi cuûa coïc BTCT.1 Söùc chòu taûi doïc truïc cuûa coïc theo vaät lieäu.2 Söùc chòu taûi doïc truïc cuûa coïc theo ñaát neàn .2 Kieåm tra oån ñònh moùng coïc BTCT .1 Söùc chòu taûi cuûa moùng coïc BTCT.2 OÅn ñònh moùng coïc BTCT .3 OÅn ñònh tröôït trong ñieàu kieän töï nhieân .3 Bieán daïng cuûa coïc trong moùng coïc BTCT .1 Luùn cuûa moät coïc rieâng leû .2 Chuyeån vò ngang coïc .3 Cô sôû lyù thuyeát cuûa phöông phaùp phaàn töû höõu haïn .2 Caùc thoâng soá chính trong moâ hình cô baûn cuûa ñaát neàn .3 Moâ hình Mohr – Coulomb.1 ÖÙng xöû ñaøn deûo thuaàn tuùy .2 Coâng thöùc tính toaùn cuûa moâ hình Mohr – Coulomb .3 Caùc thoâng soá cô baûn cuûa moâ hình Mohr – Coulomb .40 CHÖÔNG 4: PHAÂN TÍCH VAØ TÍNH TOAÙN OÅN ÑÒNH, BIEÁN DAÏNG VAØ CAÙC GIAÛI PHAÙP XÖÛ LYÙ TRUÏ T5 – CAÀU RAÏCH LAÙ 4.1 Toång quan.2 Moâ taû coâng trình .1 Moâ taû chung.2 Söï coá taïi truï T5.3 Ñòa chaát coâng trình taïi truï T5 .3 Tính toaùn oån ñònh vaø bieán daïng truï T5 baèng phöông phaùp giaûi tích .1 Tính toaùn söùc chòu taûi coïc .1 Theo vaät lieäu laøm coïc .2 Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc theo ñaát neàn .2 Bieán daïng ñaát neàn döôùi muõi coïc – ñoä luùn cuûa moät coïc rieâng leû .3 OÅn ñònh maùi doác loøng soâng .2 Moâ hình baøi toaùn cho maùi doác töï nhieân .4 Moâ phoûng baøi toaùn baèng phaàn meàm Plaxis 3D Tunnel version 1.1 Caùc thoâng soá ñaàu vaøo cuûa moâ hình Mohr – Coulomb.2 Moâ hình vaø caùc böôùc tính toaùn .3 Ba baøi toaùn theo caùc giai ñoaïn thi coâng .1 Thi coâng coïc ñoùng + taûi troïng phuï + haï möïc nöôùc thuûy trieàu .2 Khaéc phuïc baèng coïc ñoùng .3 Khaéc phuïc baèng coïc khoan nhoài .4 Chuyeån vò coïc theo caùc böôùc thi coâng.78 CHÖÔNG 5: KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ 5.1 Moät soá keát luaän khi giaûi baøi toaùn baèng phaàn meàm Plaxis .2 Ñeà xuaát phöông aùn xöû lyù .3 Kieán nghò phöông höôùng nghieân cöùu tieáp theo .80 Taøi lieäu tham khaûo .81 Toùm taét lyù lòch hoïc vieân 1 CHÖÔNG 1 GIÔÙI THIEÄU 1.1 Toång quan: Söï coá coâng trình ñöôïc hieåu laø nhöõng hieän töôïng kyõ thuaät xaûy ra ñoái vôùi coâng trình trong quaù trình xaây döïng hoaëc quaù trình khai thaùc, laøm cho coâng trình khoâng theå ñöôïc tieáp tuïc xaây döïng hoaëc khai thaùc bình thöôøng.

Söï coá coâng trình thöôøng laø bieåu hieän cuûa moät hoaëc moät vaøi traïng thaùi laøm vieäc naøo ñoù cuûa coâng trình hay boä phaän coâng trình ñang xaây döïng hoaëc caùc coâng trình phuï trôï, vaø caùc traïng thaùi laøm vieäc ñoù ñaõ vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp (khoâng keå ñeán nhöõng phaù huûy coâng trình do thieân tai). [8] Trong thöïc teá xaây döïng caùc coâng trình caàu hieän nay thöôøng coù raát nhieàu söï coá xaûy ra do chuû quan veà maët thieát keá cuõng nhö thi coâng nhö: - Daàm caàu beâ toâng ñang söû duïng ñoät nhieân ñöùt gaõy, suïp ñoå. - Daàm caàu treo daây voõng, caàu daây vaêng bò suïp ñoå trong quaù trình söû duïng. - Daàm caàu ñang lao bò rôi, beâtoâng ñang ñuùc bò saäp ñaø giaùo.

- Beâ toâng ôû caáu kieän cuûa caàu ñang khai thaùc xuaát hieän caùc veát nöùt coù beà roäng vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp. - Bieán daïng cuûa ñaát neàn quaù lôùn. - Ñaát neàn bò maát oån ñònh. - Tröôït cuûa khoái ñaát ñaép cao ôû hai ñaàu vaøo caàu.

- Moá caàu bò nghieâng trong khi ñang ñaép ñaát löng moá. - Heä coïc cuûa moùng truï caàu bò ñaåy nghieâng, bò uoán gaãy trong luùc ñang thi coâng. 2 Caùc söï coá coâng trình trong xaây döïng caàu gaàn ñaây nhö caàu Daàn Xaây, caàu Raïch Mieãu, caàu vaø haàm chui Vaên Thaùnh,… ñang laø moái quan taâm haøng ñaàu ñoái vôùi caùc nhaø ñaàu tö, caùc coâng ty thieát keá vaø ñôn vò thi coâng trong ngaønh xaây döïng. Do ñoù, vieäc döï ñoaùn ñöôïc nhöõng söï coá coù theå xaûy ra khi thieát keá coâng trình cuõng nhö khaéc phuïc caùc söï coá trong giai ñoaïn thi coâng laø vaán ñeà raát quan troïng caàn phaûi nghieân cöùu.

Noäi dung chính cuûa ñeà taøi naøy laø phaân tích nhöõng vaán ñeà veà oån ñònh vaø bieán daïng cuûa heä coïc trong moùng truï caàu trong quaù trình thi coâng vaø söû duïng laâu daøi.2 YÙ nghóa khoa hoïc cuûa ñeà taøi: Goùp phaàn tìm ra nguyeân nhaân vaø khaéc phuïc nhöõng söï coá khi thi coâng moùng coïc trong ñaát yeáu cho coâng trình caàu noùi rieâng vaø cho moùng coïc cuûa taát caû caùc coâng trình xaây döïng khaùc noùi chung. Töø caùc thoâng soá cô lyù cuûa ñaát neàn (keát hôïp vôí söï thay ñoåi lôùn cuûa möïc nöôùc ngaàm hay möïc nöôùc thuûy trieàu) coù theå döï ñoaùn söï maát oån ñònh cuûa coïc sau khi ñoùng giuùp tieát kieäm thôøi gian vaø chi phí cho vieäc thi coâng coâng trình.3 Muïc ñích nghieân cöùu: Muïc ñích cuûa ñeà taøi laø nghieân cöùu oån ñònh vaø bieán daïng cuûa coïc trong ñaát yeáu nhaèm döï ñoaùn tröôùc söï coá maát oån ñònh ñaàu coïc xaûy ra sau khi ñoùng vôùi ñieàu kieän baát lôïi laø coù söï dao ñoäng lôùn cuûa möïc nöôùc thuûy trieàu. Töø ñoù ñeà xuaát phöông aùn thieát keá thi coâng vaø giaûi quyeát nhöõng söï coá xaûy ra cho nhöõng coâng trình töông töï sau naøy.4 Noäi dung nghieân cöùu: Noäi dung troïng taâm laø nghieân cöùu söï oån ñònh, bieán daïng vaø chuyeån vò cuûa heä coïc trong moùng truï caàu (moùng coïc) trong ñaát yeáu khi coù söï thay ñoåi lôùn cuûa möïc nöôùc thuûy trieàu. Phöông phaùp nghieân cöùu ñöôïc ñeà xuaát nhö sau: i) Phöông phaùp giaûi tích: aùp duïng caùc coâng thöùc tính toaùn ñaõ bieát trong lyù thuyeát cô hoïc ñaát veà oån ñònh vaø bieán daïng cuûa coïc trong ñaát yeáu.