Chương 1: Tổng quan về hồ đào sâu - Chương 2: Cơ sở lý thuyết - Chương 3: Mô phỏng bang phan mềm Plaxis 2D 8.5 — Kết luận - Kiến nghị 13 CHUONG I: TONG QUAN VE HO DAO SAU 1. TONG QUAN VE HO DAO SÂU 1.1 Các dang tường chắn hố đào: Khi đào hé đào hở có thé phân ra: đào hỗ móng (đào một phan đất) và dao toàn bộ hồ đảo. Có thé chia hỗ dao hở thành 2 loại: loại không cần kết cau chắn giữ xem như là hỗ đào nông, loại cần kết cầu chắn giữ là hố đào sâu. Theo chức năng làm việc của kết cau chắn giữ, có thé chia ra làm hai bộ phận chủ yếu: Bộ phận chăn đất (các kết cấu chan đất, ngăn dòng thắm dé chồng sạt lở hỗ đào trong quá trình thi công) bao gồm các loại chủ yếu sau đây: - Tường cừ larsen: dùng phương pháp đóng hoặc rung hạ vào trong đất, sau khi sử dụng có thé thu hồi dé tái sử dụng.
Figure I-1: Cu larsen Figure I-2: Tường chan dùng cir larsen - Tường chan bang cọc khoan nhồi: đường kính 6300 + 1000, coc dài 12 + 30m, làm thành hàng cọc chan giữ, trên đỉnh đồ dầm giang bê tông cốt thép. — Cừ ván bê tông cốt thép dự ứng lực: dùng búa rung để hạ vào trong đất - Tường chắn bang cọc barrette: là một loại cọc khoan nhồi bê tông cốt thép có tiết diện hình chữ nhật, chữ I, chữ thập, chữ H. được tạo lỗ bằng gầu ngoạm 15 Hệ thanh chống và neo: thường dùng thép hình H (thanh chống ngang, chống dọc, kingpost- chống đứng. các thanh neo vảo trong đất).2 Giới thiệu một số công trình hố đào sâu: Trên thé giới, việc xây dựng ngâm dưới dat đã phát triển từ rất lâu.
Ở nước ta, đặc biệt thành phố Ha Nội và thành phố Hỗ Chí Minh, nhà cao tầng đang được xây dựng rất nhiễu và tang ham đang được thiết kế, xây dựng và sử dụng trở nên rất phô biến. Phố biến nhất là các tang hầm với | đến 2 tầng. Một số tòa nhà có số tầng ngầm lên đến 5 tầng, và hiện nay nhà ga ngầm trước nhà hát Thành phố đang được xây dựng có độ sâu hố đào lên đến 40m. Vì vậy, van dé phân tích ứng xử của đất xung quanh hồ đào, làm cơ sở cho việc thiết kế, thi công dé 6n định bản thân công trình và không ảnh hưởng xấu đến các công trình lân cận.
Các công trình có sử dụng tang hâm ở nước ta: 16 1. Trung tâm hội nghị tiệc cưới Princess Plaza: Số 650 Lũy Bán Bích, phường Phú Thạnh, Tân Phú gồm | trệt, 1 lửng, 8 lầu và 2 tang ham. Diện tích xây dựng (chỗ lớn nhất) 60x22m. Mặt bằng xây dựng một bên là hẻm chiêu rộng khoảng 5m, hai bên tiếp giáp với nhà dân thấp tầng.
Tang hầm có chiều sâu là -4.4m (chưa kế chiều sâu đào hỗ móng) được chan giữ bang cọc bê tông cốt thép tiết diện 400, sâu 12m, khoảng cách giữa các cọc là 500. Thi công bằng phương pháp Bottom- Up. Công trình Saigon Center - Thành phố Hỗ Chí Minh: Năm ở góc đường Nam Ky Khởi Nghĩa và Lê Lợi, có 5 tầng ham với chiều sâu hồ đào -18. Được chan giữ băng tường coc bản dày Im, sâu 45m.
Thi công bang phương pháp Top- Down. Việc thiệt kê và thi công hô dao có tường chăn có đôi lúc chưa được quan tâm đúng mực, dân đên các sự cô đáng tiệc của công trình ngâm, gây thiệt hai nặng né cả vê người và của cải như: vân đê nghiêng, lún, nứt, sạt lở những công trình lân cận. Nặng nê hơn là gây sụp đồ công trình lân cận. Thi công tang ham Cao Oc Residence (Tp Hồ Chí Minh).
Công trình có | tang hầm, 1 tầng trệt và 11 lầu. Theo thông tin từ bài báo của tác giả Trần Văn Xuân [1] (ĐH Bách Khoa Tp HCM), thì khi đào ở độ -8m dưới đáy hố móng, phát hiện nước ngầm phun lên rất mạnh cuốn theo cát hạt nhỏ. Hậu quả là ngày 31/10/2007 hè đường Nguyễn Siêu có hố sụt rộng 4x4m và sâu khoảng 3-4m và chung cư Casaco (Đường Thi Sách, O1) bị lún nghiêm trọng. Nguyên nhân cũng có thể là dùng cọc lắc xen làm tường vây không ngăn được nước, nên khi hút nước để thi công tầng hầm, thì cột nước chênh áp ngoài thành hỗ đào tạo nên áp lực lớn đây nước luôn qua chân tường vây đây trôi đáy móng lên.
Nước dưới đất được thoát ra như bình thông nhau, cuốn theo đất cát làm sụt lún nền các công trình xung quanh gan đó (trong phạm vi “phêu” hạ thấp mực nước). Trước tình trạng đó, người ta đã phải khan cấp lấp ngay các hỗ đào sâu và hồ sụt tạo cân băng áp lực để tránh tình trạng sụt lún tiếp. Đồng thời lắp đặt các trạm quan trắc dịch chuyền, lún và động thái nước dưới đất dé tránh các rủi ro có thể xảy ra Theo kết luận của GS.TSKH Nguyễn Van Quảng [2] về công trình Pacific ở số 43- 45-47 Nguyễn Thị Minh Khai, quận 1, thành phố Hồ CHi Minh có 5 tầng ham, do chất lượng tường trong đất diaphragm wall thi công không đạt yêu cầu kỹ thuật. 17 Công trình cao ốc Pacific có 5 tầng ham, | tang trệt và 18 tầng lầu.
Tường tang ham bằng bêtông cốt thép, day 1m, thi công bằng công nghệ tường trong đất, khi đào đất để thi công tầng hầm thứ 5 thì phát hiện một lỗ thủng lớn ở tường tầng hầm có kích thước 0.7m, dòng nước rất mạnh kéo theo nhiều dat cát chảy từ ngoài vào qua lỗ thủng của tường tang ham. Công nhân đã dùng hết cách, nhưng không thé bịt được lỗ thủng. Nước kéo theo đất cát chảy ào ào vào tầng hầm, công nhân phải thoát khỏi tầng hầm để tránh tai nạn có thê xảy ra. Sự cố công trình này đã làm sụp đồ hoàn toàn công trình Viện nghiên cứu Khoa học xã hội Nam Bộ ngay bên cạnh, tòa nhà Sở Ngoại Vụ cũng bị lún nứt nghiêm trọng, Cao ốc YOCO 12 tầng va các tuyến đường xung quanh công trình Pacific cũng có nguy cơ bị lún nút.
Nguyên nhân là chất lượng thi công tường tang ham không tốt. Lỗ thủng lớn ở tường tầng hầm có thé là do đồ bê tông không đúng quy trình và dùng Bentonite không đúng yêu cầu gây sat lỡ đất ở hố đào. Dat cát sat lỡ lẫn với Bentonite chèn vào bêtông làm cho bêtông bị rời xốp tạo nên lỗ thủng. Đất bên ngoài tầng ham là cát pha bão hoà nước, là loại cát chảy, nên phải dùng loại Bentonite đặc biệt có dung trọng d = 1.15g/cm” chứ không được dùng loại thông thường cho đất loại sét có d = 1.
Mặt khác, mực nước dưới đất bên ngoài tầng hầm rất cao (ở cốt — 1.5m), lỗ thủng ở tường tang ham năm ở độ sâu 20m, tức là có cột nước với áp lực lớn chênh nhau đến 18,5 mét. Với một cột nước, có áp lực 18.5atm như vậy, chứa đầy trong tầng các bồi tích hạt nhỏ và các pha bão hòa nước, thì khi có lỗ thủng ở tang ham cho nó thoát, dòng chảy sẽ rất mạnh kéo theo đất cát chảy vào tang ham đồng thời làm rỗng xốp, làm xói lở và phá hoại đất nền của móng các công trình lân cận, khiến cho các công trình đó bị biến dạng, bị sụt lún, thậm chí bị phá hoại. Do việc ảnh hưởng của hố đào sâu là khá nghiêm trọng khi xảy ra sự cô nên các đơn vị chức năng phải hết sức quan tâm hơn vẻ van dé kỹ thuật để nghiên cứu trong lĩnh vực này I.3 Một số vấn đề đã nghiên cứu trước đây: Hà Quốc Dũng [3]- Phân tích ứng xử giữa đất và tường vây của hố đảo sâu trong điều kiện đất yếu ở thành phô Hồ Chí Minh có các kết luận như sau: Khi thi công ở giai đoạn đầu (chiều sâu hỗ đào <6m, có 1 tầng chồng), chuyển VỊ lớn nhất có xu hướng xảy ra ở vùng đỉnh tường. Khi thi công ở đoạn sau (chiều sâu >óm, có hơn 2 tang chống) chuyên vị lớn nhất có khả năng xảy ra ở vùng có độ sâu 0.
Chuyén vị ngang lớn nhất của tường vây = (0.17)% chiều sâu đào, tỷ lệ này giảm khi đáy hỗ đào được đào vào các lớp đất tốt. Sau một giai đoạn thi công đào đất hoàn tat, việc trì hoãn và kéo dài thời gian hoàn thiện đáy móng sẽ tăng nguy co mat ôn định cho nên đất sau lưng tường ở đáy hồ đảo. Hoàng Thế Thao [4]- phân tích ứng xử dat và tường vây của công trình trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè trên phần mềm Plaxis với mô hình Morh Coulomb, kết quả đạt được: Hình dạng chuyển vị giữa kết quả tính toán và kết quả quan trắc thực tế là giống nhau. Với lực kích tác dụng lên các thanh chống giống nhau, chuyển vị của tường theo kết quả tính toán lớn hơn kết quả quan trắc thực tế từ (1.
Qua phân tích nhận thấy ưu điểm của chương trình mô phỏng là: Mô phỏng được sự làm việc đồng thời giữa đất và tường Tính được các chuyển vị, đặc biệt là chuyển vị của đất nền và tường theo từng giai đoạn thi công đảo đất. Khi có được lực trong hệ thanh chỗng, tính ra được chuyển vị của tường. Từ đó giúp cho nhà thiết kế và nhà thâu thi công có thé kiểm soát quá trình làm việc của hỗ đảo trong từng giai đoạn thi công đảo đất. E (cm) điề ` Hệ số điều chỉnh mô đun biến dạng của đất Kp phù hợp với tỷ số ——, điêu này oed chứng tỏ trong đất sét mềm lẫy mô đun biến dạng tính từ thí nghiệm CPT sẽ cho kết quả chuyển vi của tường được tính toán băng phần mềm Plaxis (mô hình Mohr Coulomb) sát với kết quả quan trắc thực tế.
Bán kính vùng ảnh hưởng R của hỗ đào có tường chăn đến công trình lân cận tỷ lệ thuận với chiều sâu hồ đảo. Đào Nguyên Vũ [5]- Phân tích ứng xử giữa đất và tường trong đất trong quá trình thi công các tầng ham nhà cao tang có các kết luận sau: Mô hình Soft soil và Harderning soil cho phép ước lượng giá trị chuyển vị ngang của tường sắp xi nhau và gần với giá trị chuyển vị ngang quan trac thực tế. Chuyển vị ngang dat tri số lớn nhất tại đỉnh và giảm dần theo độ sâu, tương đối 6n dinhtai vi trí từ khoảng 2/3L đến chân tường. Giá trị chuyển vị ngang lớn nhất của tường theo kết quả tính toán lý thuyết lớn hơn kết quả quan trắc từ (1.