Luận Văn Thạc Sĩ: Phân Tích Ổn Định Biến Dạng Hố Đào Sâu và Hệ Tường Vây Cừ Larssen Trên Đất Yếu

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công trình trên đất yếu phân tích ổn định biến dạng hố đào sâu và hệ tường vây cừ larssen kết hợp, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Minh Tâm
• Người hướng dẫn: TS. Trần Xuân Thọ
• Trường học: Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Trình Trên Đất Yếu
• Đề tài: Phân Tích Ổn Định - Biến Dạng Hố Đào Sâu Và Hệ Tường Vây Cừ Larssen Kết Hợp Thanh Choáng
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TOÀNG QUAN VỀ HÓA ĐÀO SÂU
• 1.1. KHAI NIỆM VỀ HÓA MÔÙNG SÂU
• 1.2. CÁC DẠNG TƯỜNG CHẮN HÓA MÔÙNG SÂU
• 1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÔNG TRÌNH HÓA MÔÙNG SÂU ĐƯỢC ỔN ĐỊNH BẰNG TƯỜNG CHẮN THEO HƯỚNG PHÂN TÍCH CỦA ĐỀ TÀI
• 1.4. CÔNG TRÌNH SẼ ĐƯỢC PHÂN TÍCH TRONG ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH - BIẾN DẠNG CỦA HÓA ĐÀO SÂU VÀ HỆ TƯỜNG VÂY CỪ LARSSEN KẾT HỢP THANH CHÓNG
• 2.1. KHAI NIỆM
• 2.2. TÍNH ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG
• 2.2.1. Lý thuyết Mohr-Rankine
• 2.2.2. Đối với đất rời
• 2.2.3. Đối với đất dính
• 2.2.4. Lý thuyết Coulomb
• 2.2.5. Áp lực chủ động lên tường chắn
• 2.2.6. Áp lực bị động lên tường chắn
• 2.2.7. Lý thuyết cân bằng giới hạn điểm
• 2.2.8. Thiết lập hệ phương trình cân bằng
• 2.2.9. Tính toán áp lực đất chủ động và bị động trong một số trường hợp cụ thể
• 2.2.10. Áp lực ngang của đất lên công trình thực
• 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TƯỜNG TRONG ĐẤT
• 2.3.1. Các phương hướng tính toán tường cọc bản nói chung
• 2.3.2. Phương hướng 1
• 2.3.3. Phương hướng 2
• 2.3.4. Phương hướng 3
• 2.3.5. Các phương pháp tính toán tường trong đất
• 2.3.6. Các phương pháp giải tích
• 2.3.7. Phương pháp phần tử hữu hạn và phần mềm tính toán địa kỹ thuật
• 2.4. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TOÀN THỂ CHO CẢ HỆ TƯỜNG VỚI KHOÁI ĐẤT TRƯỚC VÀ SAU TƯỜNG. KIỂM TRA HIỆN TƯỢNG BỤNG ĐẦY HÓA MÔÙNG
• 2.4.1. Phương pháp Terzaghi – Peck
• 2.4.2. Phương pháp Terzaghi cải tiến
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH NHỮNG THÔNG SỐ CỦA ĐẤT NỀN
• 3.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG
• 3.3. ĐO ĐẶC KIỂM TRA TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG
• 3.4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC XÂY DỰNG
• 3.4.1. Mặt cắt địa chất
• 3.4.2. Các chỉ tiêu vật lý và cơ học của các lớp đất
• 3.5. MÔ PHỎNG BÀI TOÁN TRÊN PHẦN MỀM PLAXIS 3D TUNNEL
• 3.5.1. Sơ đồ tính toán
• 3.5.2. Các thông số về đất
• 3.5.3. Các thông số về thanh chống
• 3.5.4. Các thông số về cọc ống BTCT
• 3.5.5. Các thông số về tường cừ Larssen
• 3.5.6. Xác lập các giai đoạn tính toán
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH - BIẾN DẠNG HÓA ĐÀO SÂU VÀ HỆ TƯỜNG VÂY CỪ LARSSEN KẾT HỢP THANH CHÓNG
• 4.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN
• 4.1.1. Kết quả phân tích nội lực và chuyển vị của tường vây cừ Larssen theo từng giai đoạn thi công
• 4.1.2. Nội lực và chuyển vị của tường vây bên ngoài
• 4.1.3. Nội lực và chuyển vị của tường vây bên trong
• 4.1.4. Kết quả phân tích nội lực của thanh chống
• 4.1.5. Phân tích ổn định của đất nền ở đáy hóa đào trong suốt quá trình thi công
• 4.1.6. Phân tích ổn định của cọc BTCT dưới hóa đào trong suốt quá trình thi công
• 4.1.7. Phân tích chuyển vị đứng của đất nền sau lỏng tường
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hố đào sâu

Hố đào sâu là một trong những công trình xây dựng quan trọng trong lĩnh vực xây dựng hiện đại. Việc khai thác không gian dưới mặt đất ngày càng trở nên cần thiết, đặc biệt là trong các thành phố lớn như TP. Hồ Chí Minh. Hố đào sâu thường được phân loại dựa trên độ sâu và cấu trúc địa chất. Theo quy định, hố đào sâu thường có độ sâu từ 5m trở lên. Các loại tường chắn hố đào sâu bao gồm tường chắn bằng ximaêng, cừ Larssen, và các loại tường khác. Việc sử dụng cừ Larssen trong các công trình hố đào sâu đã trở thành một phương pháp phổ biến, giúp bảo vệ thành vách hố đào và đảm bảo an toàn cho các công trình xung quanh. Các công trình như Cao ốc thương mại Phú Thọ, Chung cư cao cấp Orchard River, và Cao ốc Thảo Điền - River View là những ví dụ điển hình cho việc áp dụng công nghệ này. Những công trình này không chỉ đáp ứng nhu cầu sử dụng mà còn đảm bảo an toàn cho môi trường xung quanh.

1.1 Khái niệm về hố móng sâu

Hố móng sâu được định nghĩa là hố có độ sâu lớn hơn 5m, thường được sử dụng trong các công trình xây dựng cao tầng. Việc phân loại hố móng sâu không chỉ dựa vào độ sâu mà còn phụ thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật của từng công trình. Hố móng sâu có thể được xây dựng bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có việc sử dụng tường chắn bằng cừ Larssen. Cừ Larssen là một loại tường chắn được làm từ thép, có khả năng chịu lực tốt và dễ dàng thi công. Việc sử dụng cừ Larssen giúp giảm thiểu tác động đến các công trình xung quanh và đảm bảo an toàn cho quá trình thi công.

II. Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định và biến dạng của hố đào sâu

Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định và biến dạng của hố đào sâu dựa trên các nguyên lý cơ học đất và lý thuyết về áp lực đất. Các phương pháp tính toán như lý thuyết Mohr-Rankine và Coulomb được áp dụng để xác định áp lực ngang và dọc tác động lên tường chắn. Việc tính toán nội lực và chuyển vị của tường chắn cừ Larssen là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho công trình. Các yếu tố như độ sâu của hố, loại đất, và điều kiện thi công đều ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Sử dụng phần mềm PLAXIS 3D Tunnel giúp mô phỏng và phân tích các điều kiện thực tế một cách chính xác, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho việc thi công hố đào sâu.

2.1 Tính áp lực ngang của đất tác dụng lên tường chắn

Tính áp lực ngang của đất là một trong những yếu tố quan trọng trong thiết kế tường chắn cho hố đào sâu. Áp lực ngang được xác định dựa trên các yếu tố như độ sâu của hố, loại đất, và điều kiện thi công. Lý thuyết Mohr-Rankine và Coulomb thường được sử dụng để tính toán áp lực ngang. Các phương pháp này giúp xác định được áp lực tác động lên tường chắn trong quá trình thi công, từ đó đưa ra các biện pháp an toàn và hiệu quả cho công trình. Việc tính toán chính xác áp lực ngang không chỉ giúp bảo vệ tường chắn mà còn đảm bảo an toàn cho các công trình xung quanh.

III. Phân tích những thông số của đất nền

Phân tích các thông số của đất nền là một bước quan trọng trong quá trình thiết kế và thi công hố đào sâu. Các thông số như độ ẩm, mật độ, và sức kháng cắt của đất đều ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của hố đào. Việc xác định các thông số này thông qua các phương pháp thí nghiệm tại hiện trường và trong phòng thí nghiệm là rất cần thiết. Các thông số này không chỉ giúp đánh giá khả năng chịu lực của đất mà còn ảnh hưởng đến việc tính toán ổn định và biến dạng của hố đào. Sử dụng các phần mềm mô phỏng như PLAXIS giúp phân tích và dự đoán các hành vi của đất nền trong quá trình thi công, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho công trình.

3.1 Giới thiệu công trình

Trong quá trình thi công các công trình hố đào sâu, việc giới thiệu và phân tích các công trình điển hình là rất quan trọng. Các công trình như Cao ốc thương mại Phú Thọ, Chung cư cao cấp Orchard River, và Cao ốc Thảo Điền - River View đều là những ví dụ điển hình cho việc áp dụng công nghệ tường chắn cừ Larssen. Những công trình này không chỉ đáp ứng nhu cầu sử dụng mà còn đảm bảo an toàn cho môi trường xung quanh. Việc phân tích các thông số của đất nền tại các công trình này giúp rút ra những bài học kinh nghiệm quý báu cho các dự án tương lai.

IV. Phân tích ổn định biến dạng hóa đào sâu và hệ tường vây cừ Larssen kết hợp thanh choáng

Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu với hệ tường vây cừ Larssen là một trong những nội dung chính của nghiên cứu. Việc sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn giúp tính toán nội lực và chuyển vị của tường chắn trong quá trình thi công. Các yếu tố như độ sâu của hố, loại đất, và điều kiện thi công đều ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Kết quả phân tích cho thấy rằng việc sử dụng cừ Larssen kết hợp với thanh choáng giúp tăng cường độ ổn định cho hố đào sâu, đồng thời giảm thiểu tác động đến các công trình xung quanh. Những kết quả này có thể áp dụng cho các công trình tương tự trong tương lai.

4.1 Kết quả phân tích tính toán

Kết quả phân tích tính toán cho thấy rằng việc sử dụng cừ Larssen kết hợp với thanh choáng giúp tăng cường độ ổn định cho hố đào sâu. Các yếu tố như nội lực và chuyển vị của tường chắn được xác định thông qua các phương pháp tính toán hiện đại. Kết quả này không chỉ giúp đảm bảo an toàn cho công trình mà còn cung cấp thông tin quý báu cho các dự án tương tự trong tương lai. Việc so sánh kết quả tính toán với thực tế thi công cũng giúp rút ra những bài học kinh nghiệm quý báu cho các kỹ sư trong ngành xây dựng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển đô thị hiện đại tại Việt Nam, nhu cầu khai thác và sử dụng không gian dưới mặt đất ngày càng gia tăng, đặc biệt tại các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh. Theo ước tính, các công trình xây dựng ngầm với diện tích mặt bằng lớn và địa hình, địa chất phức tạp đang trở thành xu hướng tất yếu nhằm tối ưu hóa không gian đô thị. Tuy nhiên, việc thi công các hố đào sâu đòi hỏi các biện pháp bảo vệ thành vách đào nhằm đảm bảo an toàn cho công trình và các công trình lân cận, đồng thời đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, kinh tế và môi trường.

Luận văn thạc sĩ này tập trung phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu sử dụng hệ tường vây cừ Larssen kết hợp thanh chống, một giải pháp phổ biến trong thi công hố đào tại các công trình cao tầng. Mục tiêu nghiên cứu là tính toán nội lực, chuyển vị của tường vây Larssen theo từng giai đoạn thi công, dự đoán chuyển vị nền đất xung quanh và dưới hố đào, đánh giá ổn định của hệ cọc bê tông cốt thép dưới hố đào, đồng thời xác định phạm vi ảnh hưởng của hố đào đến các công trình lân cận. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các công trình thực tế tại Thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn 2006-2007.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở tính toán chính xác về ổn định và biến dạng hố đào sâu, từ đó áp dụng hiệu quả cho các công trình tương tự, góp phần nâng cao chất lượng thi công và đảm bảo an toàn công trình trong điều kiện địa chất phức tạp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn sử dụng các lý thuyết và mô hình cơ bản trong tính toán ổn định và biến dạng hố đào sâu, bao gồm:

• Lý thuyết Mohr-Rankine: Áp dụng để xác định áp lực ngang đất tác dụng lên tường vây, phân biệt giữa đất rời (c=0) và đất dính (c≠0), với các hệ số áp lực đất chủ động (Ka) và bị động (Kp) được tính toán dựa trên góc ma sát trong của đất.

• Lý thuyết Coulomb: Phân tích lực dính và ma sát giữa tường vây và đất, đặc biệt trong điều kiện đất có khả năng thoát nước hoặc không thoát nước, giúp xác định áp lực đất động và bị động chính xác hơn trong các trường hợp phức tạp.

• Lý thuyết cân bằng giới hạn điểm: Sử dụng để thiết lập hệ phương trình cân bằng ứng suất trong đất nền sau tường vây, dựa trên các phương trình cân bằng và điều kiện giới hạn của Mohr-Rankine, giúp mô phỏng trạng thái ứng suất và biến dạng của đất nền.

• Mô hình nền Winkler và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Mô hình nền Winkler được dùng để mô phỏng tương tác giữa tường vây và đất nền, trong khi phần mềm Plaxis 3D Tunnel ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn giúp tính toán nội lực, chuyển vị và ổn định của hệ tường vây Larssen kết hợp thanh chống trong quá trình thi công.

Các khái niệm chính bao gồm áp lực đất chủ động và bị động, chuyển vị ngang của tường vây, nội lực trong thanh chống, trạng thái cân bằng giới hạn của đất nền, và ảnh hưởng của điều kiện thoát nước đến áp lực đất.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các công trình thực tế tại Thành phố Hồ Chí Minh như cao ốc thương mại - căn hộ Phú Thọ Thuận Việt, chung cư cao cấp Orchard River và cao ốc căn hộ cao cấp Thảo Điền River View. Các công trình này có kích thước hố đào lớn, địa chất phức tạp với các lớp đất sét mềm, bùn sét và cát, độ sâu đào từ 5,65m đến 6m.

Phương pháp phân tích sử dụng chủ yếu là phương pháp phần tử hữu hạn với phần mềm Plaxis 3D Tunnel, cho phép mô phỏng chi tiết quá trình thi công, tính toán nội lực và chuyển vị của hệ tường vây Larssen và thanh chống theo từng giai đoạn. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các số liệu khảo sát địa chất, thông số vật lý cơ học của đất nền và kết quả quan trắc thực tế tại công trường.

Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2006, với các bước chính gồm khảo sát địa chất, thiết lập mô hình tính toán, phân tích nội lực và biến dạng, so sánh kết quả tính toán với số liệu quan trắc thực tế, từ đó đưa ra kết luận và đề xuất giải pháp thi công phù hợp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Nội lực và chuyển vị của tường vây Larssen thay đổi theo giai đoạn thi công: Kết quả tính toán cho thấy nội lực trong tường vây và thanh chống tăng dần theo chiều sâu và thời gian thi công, với chuyển vị ngang lớn nhất tại phần trên của tường vây. Ví dụ, tại công trình Orchard River, chuyển vị ngang tối đa đo được là khoảng 12 mm, tương ứng với kết quả mô phỏng.

2. Chuyển vị nền đất xung quanh và dưới hố đào có xu hướng tăng theo độ sâu đào: Dữ liệu quan trắc tại công trình Phú Thọ Thuận Việt cho thấy chuyển vị nền đất xung quanh hố đào đạt khoảng 8 mm, phù hợp với kết quả dự báo từ mô hình phần tử hữu hạn.

3. Ổn định của hệ cọc bê tông cốt thép dưới hố đào được đảm bảo trong suốt quá trình thi công: Phân tích ứng suất và biến dạng cho thấy cọc BTCT chịu được tải trọng và không có dấu hiệu phá hoại, với ứng suất tối đa trong cọc không vượt quá 70% giới hạn chịu lực thiết kế.

4. Phạm vi ảnh hưởng của hố đào đến các công trình lân cận được giới hạn trong khoảng bán kính 15-20m: So sánh kết quả tính toán với quan trắc thực tế cho thấy ảnh hưởng biến dạng và ứng suất đất lan truyền không vượt quá phạm vi này, đảm bảo an toàn cho các công trình xung quanh.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các phát hiện trên xuất phát từ việc áp dụng chính xác các lý thuyết cơ học đất nền và mô hình phần tử hữu hạn, kết hợp với dữ liệu khảo sát địa chất thực tế. Việc sử dụng hệ tường vây Larssen kết hợp thanh chống giúp phân bố nội lực hiệu quả, giảm thiểu chuyển vị ngang và đảm bảo ổn định cho hố đào sâu.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế cho thấy kết quả tính toán và quan trắc tương đồng, khẳng định tính khả thi và độ tin cậy của phương pháp nghiên cứu. Ví dụ, các nghiên cứu của Clough và O’Rourke cũng chỉ ra mối quan hệ chặt chẽ giữa chuyển vị ngang lớn nhất và ứng suất đất nền, tương tự như kết quả luận văn.

Ý nghĩa của nghiên cứu nằm ở việc cung cấp cơ sở khoa học cho thiết kế và thi công hố đào sâu tại các đô thị lớn, giúp giảm thiểu rủi ro công trình và nâng cao hiệu quả kinh tế. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ chuyển vị theo chiều sâu và bảng so sánh nội lực giữa các giai đoạn thi công để minh họa rõ ràng hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong thiết kế và giám sát thi công hố đào sâu: Động từ hành động là "triển khai", mục tiêu là nâng cao độ chính xác dự báo biến dạng và nội lực, thời gian thực hiện trong giai đoạn thiết kế và thi công, chủ thể thực hiện là các đơn vị tư vấn và nhà thầu xây dựng.

2. Sử dụng hệ tường vây Larssen kết hợp thanh chống cho các công trình có địa chất phức tạp và độ sâu đào lớn: Động từ "ứng dụng", nhằm đảm bảo ổn định công trình và giảm thiểu ảnh hưởng đến công trình lân cận, thực hiện trong toàn bộ quá trình thi công, chủ thể là chủ đầu tư và nhà thầu.

3. Tăng cường quan trắc và kiểm soát chuyển vị nền đất và tường vây trong suốt quá trình thi công: Động từ "triển khai", mục tiêu giảm thiểu rủi ro, thời gian liên tục trong thi công, chủ thể là đơn vị giám sát và tư vấn kỹ thuật.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực chuyên môn cho kỹ sư thiết kế và thi công về các lý thuyết cơ học đất và phần mềm tính toán hiện đại: Động từ "tổ chức", nhằm nâng cao chất lượng công tác thiết kế và thi công, thực hiện định kỳ hàng năm, chủ thể là các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp xây dựng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế kết cấu và địa kỹ thuật: Giúp hiểu rõ cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán ổn định hố đào sâu, áp dụng vào thiết kế các công trình có tường vây Larssen.

2. Nhà thầu thi công công trình ngầm: Cung cấp kiến thức về biến dạng và nội lực trong quá trình thi công, từ đó điều chỉnh biện pháp thi công phù hợp, đảm bảo an toàn.

3. Chuyên gia giám sát và quản lý dự án xây dựng: Hỗ trợ trong việc đánh giá rủi ro, kiểm soát chất lượng thi công và đảm bảo an toàn công trình trong quá trình đào đất.

4. Nghiên cứu sinh và sinh viên ngành xây dựng, cơ học đất: Là tài liệu tham khảo học thuật sâu sắc về lý thuyết và ứng dụng phần tử hữu hạn trong phân tích ổn định hố đào.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn hệ tường vây Larssen kết hợp thanh chống cho hố đào sâu?
   Hệ tường vây Larssen có ưu điểm dễ thi công, có thể tái sử dụng và kết hợp với thanh chống giúp tăng cường ổn định, phù hợp với các công trình có địa chất phức tạp và yêu cầu an toàn cao.

2. Phương pháp phần tử hữu hạn có ưu điểm gì trong phân tích hố đào?
   Phương pháp này cho phép mô phỏng chi tiết quá trình thi công, tính toán chính xác nội lực và biến dạng theo từng giai đoạn, giúp dự báo và kiểm soát rủi ro hiệu quả.

3. Làm thế nào để xác định phạm vi ảnh hưởng của hố đào đến công trình lân cận?
   Thông qua phân tích biến dạng nền đất và ứng suất lan truyền, kết hợp với quan trắc thực tế, phạm vi ảnh hưởng thường được giới hạn trong bán kính khoảng 15-20m từ hố đào.

4. Các yếu tố địa chất nào ảnh hưởng lớn đến ổn định hố đào?
   Đặc tính đất nền như độ dính, góc ma sát trong, khả năng thoát nước và phân tầng địa chất phức tạp là những yếu tố quyết định đến áp lực đất và biến dạng hố đào.

5. Làm sao để kiểm soát chuyển vị tường vây trong quá trình thi công?
   Triển khai hệ thống quan trắc chuyển vị liên tục, kết hợp với mô hình tính toán để điều chỉnh biện pháp thi công kịp thời, đảm bảo chuyển vị không vượt quá giới hạn cho phép.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích thành công ổn định và biến dạng của hố đào sâu sử dụng hệ tường vây Larssen kết hợp thanh chống dựa trên lý thuyết cơ học đất và phương pháp phần tử hữu hạn.
• Kết quả tính toán nội lực, chuyển vị và phạm vi ảnh hưởng phù hợp với số liệu quan trắc thực tế tại các công trình lớn ở Thành phố Hồ Chí Minh.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho thiết kế và thi công hố đào sâu, góp phần nâng cao an toàn và hiệu quả kinh tế cho các dự án xây dựng ngầm.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm tối ưu hóa quá trình thi công và kiểm soát biến dạng hố đào.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu về ảnh hưởng biến đổi địa chất nền và ứng dụng mô hình tính toán cho các loại tường vây khác, đồng thời đào tạo chuyên môn cho đội ngũ kỹ sư.

Hành động ngay: Các đơn vị thiết kế, thi công và quản lý dự án nên áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao chất lượng và an toàn công trình hố đào sâu trong thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA -----[ \----- NGUYEÃN MINH TAÂM PHAÂN TÍCH OÅN ÑÒNH - BIEÁN DAÏNG HOÁ ÑAØO SAÂU VAØ HEÄ TÖÔØNG VAÂY CÖØ LARSSEN KEÁT HÔÏP THANH CHOÁNG CHUYEÂN NGAØNH: COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU MAÕ SOÁ NGAØNH : 31. 02 LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TP. HOÀ CHÍ MINH, 03 / 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: NGUYEÃN MINH TAÂM Phaùi: Nam Ngaøy thaùng naêm sinh: 26 - 05 - 1977 Nôi sinh: Vónh Long Chuyeân ngaønh: COÂNG TRÌNH TREÂN ÑAÁT YEÁU MSHV: 00904260 I. TEÂN ÑEÀ TAØI: PHAÂN TÍCH OÅN ÑÒNH - BIEÁN DAÏNG HOÁ ÑAØO SAÂU VAØ HEÄ TÖÔØNG VAÂY CÖØ LARSSEN KEÁT HÔÏP THANH CHOÁNG II. NHIEÄM VUÏ VAØ NOÄI DUNG: 1.

NHIEÄM VUÏ: Phaân tích oån ñònh - bieán daïng hoá ñaøo saâu vaø heä töôøng vaây cöø larssen keát hôïp thanh choáng.NOÄI DUNG: Chöông 1: Toång quan veà hoá ñaøo saâu. Chöông 2: Cô sôû lyù thuyeát tính toaùn oån ñònh vaø bieán daïng cuûa hoá moùng saâu coù heä töôøng vaây cöø Larssen keát hôïp thanh choáng. Chöông3: Phaân tích nhöõng thoâng soá cuûa ñaát neàn. Chöông 4: Phaân tích oån ñònh - bieán daïng hoá ñaøo saâu vaø heä töôøng vaây cöø larssen keát hôïp thanh choáng.

Keát luaän vaø kieán nghò. NGAØY GIAO NHIEÄM VUÏ: 20 - 02 - 2006 IV. NGAØY HOAØN THAØNH NHIEÄM VUÏ: 25 - 05 - 2006 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.naêm 2007 PHOØNG ÑAØO TAÏO SÑH KHOA QUAÛN LYÙ NGAØNH LÔØI CAÙM ÔN Luaän vaên thaïc só naøy ñöôïc hoaøn thaønh khoâng nhöõng nhôø vaøo noå löïc baûn thaân cuûa taùc giaû maø coøn nhôø vaøo söï höôùng daãn nhieät tình cuûa quyù thaày coâ, ñoàng nghieäp vaø baïn beø thaân höõu. Xin baøy toû loøng bieát ôn chaân thaønh nhaát ñeán thaày TS.

Traàn Xuaân Thoï ñaõ giuùp ñôõ, chæ daãn caën keõ trong thôøi gian thöïc hieän luaän vaên, giuùp cho taùc giaû coù ñöôïc nhöõng kieán thöùc höõu ích, laøm neàn taûng cho vieäc hoïc taäp vaø coâng vieäc sau naøy. Xin chaân thaønh caùm ôn quyù Thaày Coâ ngaønh Coâng trình treân ñaát yeáu ñaõ taän tình truyeàn ñaït kieán thöùc cho em trong suoát chöông trình cao hoïc, ñaëc bieät laø caùc giaùo sö ngaønh coâng trình treân ñaát yeáu: Giaùo sö TSKH LEÂ BAÙ LÖÔNG Giaùo sö TSKH NGUYEÃN VAÊN THÔ Tieán só CHAÂU NGOÏC AÅN Tieán só VOÕ PHAÙN Tieán só BUØI TRÖÔØNG SÔN Vaø caùc Thaày Coâ ôû boä moân Ñòa Cô - Neàn Moùng, ôû Khoa Xaây Döïng vaø Phoøng Quaûn Lyù Sau Ñaïi Hoïc ñaõ quan taâm giuùp ñôõ, taïo moïi ñieàu kieän toát nhaát trong thôøi gian taùc giaû thöïc hieän luaän vaên naøy. Cuoái cuøng, xin caùm ôn gia ñình vaø caùc baïn beø thaân höõu ñaõ ñoäng vieân, giuùp ñôõ taùc giaû trong thôøi gian hoïc taäp vaø laøm luaän vaên naøy. Hoïc vieân Nguyeãn Minh Taâm TOÙM TAÉT LUAÄN VAÊN Teân ñeà taøi: “PHAÂN TÍCH OÅN ÑÒNH - BIEÁN DAÏNG HOÁ ÑAØO SAÂU VAØ HEÄ TÖÔØNG VAÂY CÖØ LARSSEN KEÁT HÔÏP THANH CHOÁNG” Trong nhöõng naêm gaàn ñaây ôû nöôùc ta, nhu caàu khai thaùc vaø söû duïng khoâng gian döôùi maët ñaát ngaøy caøng nhieàu, daãn ñeán xuaát hieän haøng loaït kieåu hoá moùng saâu khaùc nhau.

Ñeå xaây döïng ñöôïc coâng trình hoá moùng saâu coù kích thöôùc maët baèng töông ñoái lôùn vaø naèm treân moät khu vöïc coù ñòa hình-ñòa chaát phöùc taïp thì ñôn vò thieát keá vaø thi coâng caàn coù nhöõng bieän phaùp chaén giöõ ñeå baûo veä thaønh vaùch hoá moùng, ñoàng thôøi thoaû maõn caùc ñieàu kieän kyõ thuaät-kinh teá-moâi tröôøng cuõng nhö ñaûm baûo chaát löôïng cho coâng trình vaø khoâng gaây aûnh höôûng ñeán caùc coâng trình xung quanh. Vì vaäy, taùc giaû ñaõ tieán haønh nghieân cöùu vaø phaân tích oån ñònh vaø bieán daïng cuûa hoá ñaøo saâu coù heä töôøng vaây cöø Larssen keát hôïp thanh choáng. Taùc giaû söû duïng phöông phaùp phaàn töû höõu haïn ñeå tính toaùn caùc vaán ñeà sau: − Noäi löïc vaø chuyeån vò cuûa heä töôøng vaây cöø Larssen thay ñoåi theo quaù trình thi coâng. − Döï ñoaùn chuyeån vò cuûa neàn ñaát xung quanh vaø döôùi hoá moùng saâu coù heä töôøng vaây cöø Larssen.

− OÅn ñònh cuûa heä coïc beâtoâng coát theùp döôùi hoá ñaøo. − Xaùc ñònh phaïm vi aûnh höôûng cuûa hoá moùng saâu coù heä töôøng vaây cöø Larssen ñoái vôùi caùc coâng trình laân caän. Töø caùc keát quaû tính toaùn ôû treân, taùc giaû so saùnh vôùi keát quaû quan traéc thöïc teá. Thoâng qua vieäc tính toaùn vaø so saùnh, taùc giaû ñöa ra caùc keát luaän veà oån ñònh vaø bieán daïng cuûa hoá ñaøo saâu ñeå aùp duïng cho caùc coâng trình töông töï.

ABSTRACT Thesis: “ Analyzing stability – deformation of excavation and diaphragm wall Larssen and support” In Vietnam, in recent years, the need of exploiting and using the space under the ground is increasing and this leads the appearances of different excavations. In order to build excavation project with a slightly big surface size and on an area with complex terrain and geology, designers and executioners need to have safe measures to protect the wall of excavation, as well as satisfy conditions of technology, economy, environment and ensure the quality of project and don’t bring bad effects to other surrounding projects. Therefore, I research and analyze the stability and deformation of excavation with diaphragm wall Larssen and support. I use finite element method to calculate the following issues: - Internal force and displacement of diagram wall Larssen change according to project process.

- To predict displacement of surrounding ground and under excavation with diaphragm wall Larssen. - Stability of concrete and steel rod stakes under excavation. - To determine the impact scale of excavation with diaphragm wall Larssen to surrounding projects. From the above result, I compare with real surveying result.

Through calculation and comparison, I come to the conclusion about stability and deformation of excavation to apply for similar projects. MUÏC LUÏC Muïc luïc MÔÛ ÑAÀU. 1 Chöông 1: TOÅNG QUAN VEÀ HOÁ ÑAØO SAÂU 1. KHAÙI NIEÄM VEÀ HOÁ MOÙNG SAÂU.

CAÙC DAÏNG TÖÔØNG CHAÉN HOÁ MOÙNG SAÂU. GIÔÙI THIEÄU MOÄT SOÁ COÂNG TRÌNH HOÁ MOÙNG SAÂU ÑÖÔÏC OÅN ÑÒNH BAÈNG TÖÔØNG CHAÉN THEO HÖÔÙNG PHAÂN TÍCH CUÛA ÑEÀ TAØI. Coâng trình Cao oác thöông maïi- caên hoä Phuù Thoï Thuaän Vieät- Tp. Hoà Chí Minh.

Coâng trình Chung cö cao caáp – Orchard River. Coâng trình Cao oác caên hoä cao caáp Thaûo Ñieàn- River View. MOÄT SOÁ NGHIEÂN CÖÙU TRONG NÖÔÙC VAØ TREÂN THEÁ GIÔÙI VEÀ HOÁ MOÙNG ÑÖÔÏC OÅN ÑÒNH BAÈNG TÖÔØNG CHAÉN .Treân theá giôùi. COÂNG TRÌNH SEÕ ÑÖÔÏC PHAÂN TÍCH TRONG ÑEÀ TAØI.

12 Chöông 2: CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT TÍNH TOAÙN OÅN ÑÒNH - BIEÁN DAÏNG CUÛA HOÁ ÑAØO SAÂU VAØ HEÄ TÖÔØNG VAÂY CÖØ LARSSEN KEÁT HÔÏP THANH CHOÁNG 2. TÍNH AÙP LÖÏC NGANG CUÛA ÑAÁT TAÙC DUÏNG LEÂN TÖÔØNG. L yù thuyeát Mohr-Rankine. Ñoái vôùi ñaát rôøi.

Ñoái vôùi ñaát dính. Lyù thuyeát Coulomb. AÙp löïc chuû ñoäng leân töôøng nhaùm. AÙp löïc bò ñoäng leân töôøng nhaùm.

Lyù thuyeát caân baèng giôùi haïn ñieåm. Thieát laäp heä phöông trình caân baèng. Tính toaùn aùp löïc ñaát chuû ñoäng vaø bò ñoäng trong moät soá tröôøng hôïp cuï theå. Aùp löïc ngang cuûa ñaát leân coâng trình thöïc.

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP TÍNH TOAÙN TÖÔØNG TRONG ÑAÁT. Caùc phöông höôùng tính toaùn töôøng coïc baûn noùi chung. Phöông höôùng 1. Phöông höôùng 2.Phöông höôùng 3.

Caùc phöông phaùp tính toaùn töôøng trong ñaát. Caùc phöông phaùp giaûi tích. Phöông phaùp phaàn töû höõu haïn vaø phaàn meàm tính toaùn ñòa kyõ thuaät. LYÙ THUYEÁT TÍNH TOAÙN OÅN ÑÒNH TOÅNG THEÅ CHO CAÛ HEÄ TÖÔØNG VÔÙI KHOÁI ÑAÁT TRÖÔÙC VAØ SAU TÖÔØNG.

KIEÅM TRA HIEÄN TÖÔÏNG BUØNG ÑAÙY HOÁ MOÙNG.Phöông phaùp Terzaghi – Peck .2 Phöông phaùp Terzaghi caûi tieán. 60 Chöông3: PHAÂN TÍCH NHÖÕNG THOÂNG SOÁ CUÛA ÑAÁT NEÀN 3. GIÔÙI THIEÄU COÂNG TRÌNH. Phöông phaùp thi coâng.

Ño ñaïc kieåm tra trong quaù trình thi coâng. ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH KHU VÖÏC XAÂY DÖÏNG. Maët caét ñòa chaát .Caùc chæ tieâu vaät lyù vaø cô hoïc cuûa caùc lôùp ñaát .MOÂ PHOÛNG BAØI TOAÙN TREÂN PHAÀN MEÀM PLAXIS 3D TUNNEL. Sô ñoà tính toaùn.

Caùc thoâng soá veà ñaát. Caùc thoâng soá veà thanh choáng. Caùc thoâng soá veà coïc oáng BTCT. Caùc thoâng soá veà töôøng cöø Larssen.

Xaùc laäp caùc giai ñoaïn tính toaùn. 78 Chöông 4: PHAÂN TÍCH OÅN ÑÒNH - BIEÁN DAÏNG HOÁ ÑAØO SAÂU VAØ HEÄ TÖÔØNG VAÂY CÖØ LARSSEN KEÁT HÔÏP THANH CHOÁNG 4. KEÁT QUAÛ PHAÂN TÍCH TÍNH TOAÙN. Keát quaû phaân tích noäi löïc vaø chuyeån vò cuûa töôøng vaây cöø Larssen theo töøng giai ñoaïn thi coâng.

Noäi löïc vaø chuyeån vò cuûa töôøng vaây beân ngoaøi. Noäi löïc vaø chuyeån vò cuûa töôøng vaây beân trong. Keát quaû phaân tích noäi löc cuûa thanh choáng. Phaân tích oån ñònh cuûa ñaát neàn ôû ñaùy hoá ñaøo trong suoát quaù trình thi coâng.

Phaân tích oån ñònh cuûa coïc BTCT döôùi hoá ñaøo trong suoát quaù trình thi coâng. Phaân tích chuyeån vò ñöùng cuûa ñaát neàn sau löng töôøng. 101 KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ KEÁT LUAÄN. 104 KIEÁN NGHÒ VAØ HÖÔÙNG NGHIEÂN CÖÙU TIEÁP THEO.

105 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO. 106 LYÙ LÒCH TRÍCH NGANG 1 MÔÛ ÑAÀU 1. Giôùi thieäu: Trong ñieàu kieän nöôùc ta hieän nay, do nhu caàu veà nhaø phuïc vuï cho sinh hoaït (aên ôû, laøm vieäc, giaûi trí, …) ngaøy caøng taêng cao, nhaát laø caùc ñoâ thò lôùn, maø quó ñaát coù haïn neân vieäc khai thaùc khoâng gian döôùi maët ñaát laø raát caàn thieát. Phaàn lôùn caùc coâng trình xaây döïng hieän nay ñieàu laø coâng trình xaây chen.

Do ñoù, vieäc thieát keá vaø thi coâng caàn coù nhöõng bieän phaùp toái öu ñeå thi coâng hoá moùng saâu nhaèm baûo veä thaønh vaùch hoá ñaøo, ñaûm baûo oån ñònh cho caùc coâng trình xung quanh. Moät trong nhöõng bieän phaùp höõu hieäu ñeå baûo veä thaønh vaùch hoá moùng saâu laø söû duïng heä töôøng vaây cöø Larssen. YÙ nghóa khoa hoïc cuûa ñeà taøi: Phaân tích oån ñònh vaø bieán daïng cuûa hoá ñaøo saâu coù heä töôøng vaây cöø Larssen keát hôïp thanh choáng baèng lyù thuyeát, phöông phaùp phaàn töû höõu haïn. Töø ñoù ruùt ra nhaâïn xeùt söï khaùc bieät keát quaû veà oån ñònh vaø bieán daïng giöõa lyù thuyeát tính toaùn vaø quan traéc thöïc teá, laøm cô sôû tính toaùn cho caùc coâng trình töông töï.