Phân tích và lựa chọn mô hình đàn hồi dẻo phù hợp cho bài toán đào sâu trong địa kỹ thuật xây dựng

Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng phân tích lựa chọn mô hình đàn hồi dẻo phù hợp cho bài toán đào sâu, ứng dụng hiệu quả trong thực tiễn.

• Tác giả: Nguyễn Thành Trung
• Người hướng dẫn: Pgs.ts Châu Ngọc Ẩn
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Địa kỹ thuật Xây dựng
• Đề tài: Phân tích, lựa chọn mô hình đàn hồi dẻo thích hợp cho bài toán đào sâu
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU
• 2. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ MÔ HÌNH ĐẤT TRONG TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG BÀI TOÁN ĐÀO SÂU
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG CỦA MẪU ĐẤT TỪ THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU TRƯỜNG HỢP THỰC TẾ
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TƯƠNG LAI

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô hình đàn hồi dẻo

Mô hình đàn hồi dẻo là công cụ quan trọng trong địa kỹ thuật xây dựng, đặc biệt khi giải quyết các bài toán đào sâu. Các mô hình này giúp mô phỏng và dự đoán ứng xử của đất dưới tác động của tải trọng. Phân tích mô hình và lựa chọn mô hình phù hợp là bước cần thiết để đảm bảo độ chính xác trong thiết kế và thi công. Các mô hình phổ biến như Mohr-Coulomb, Hardening Soil, và Soft Soil được sử dụng rộng rãi trong phần mềm Plaxis. Mỗi mô hình có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại đất và điều kiện địa chất cụ thể.

1.1. Mô hình Mohr Coulomb

Mô hình Mohr-Coulomb là mô hình đơn giản, dựa trên lý thuyết đàn hồi lý tưởng. Nó phù hợp với các loại đất có ứng xử không kết hợp. Tuy nhiên, mô hình này không thể mô tả chính xác ứng xử phi tuyến của đất trong các bài toán địa kỹ thuật phức tạp.

1.2. Mô hình Hardening Soil

Mô hình Hardening Soil là mô hình đàn hồi dẻo phi tuyến, phù hợp với các bài toán đào sâu. Nó mô tả chính xác ứng xử của đất dưới tác động của tải trọng lớn và biến dạng. Mô hình này được sử dụng rộng rãi trong các dự án kỹ thuật xây dựng quy mô lớn.

II. Phân tích và lựa chọn mô hình phù hợp

Phân tích mô hình là quá trình so sánh các mô hình với dữ liệu thực tế để tìm ra mô hình phù hợp nhất. Trong bài toán đào sâu, việc lựa chọn mô hình đàn hồi dẻo phù hợp giúp giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn cho công trình. Các bước phân tích bao gồm: thu thập dữ liệu thí nghiệm, mô phỏng ứng xử của đất, và so sánh với kết quả quan trắc thực tế. Lựa chọn mô hình phù hợp dựa trên độ chính xác và khả năng mô tả ứng xử của đất.

2.1. Thu thập dữ liệu thí nghiệm

Dữ liệu thí nghiệm trong phòng và hiện trường là cơ sở quan trọng để phân tích mô hình. Các thông số như góc ma sát, độ bền cắt, và hệ số nén được sử dụng để hiệu chỉnh mô hình.

2.2. So sánh với kết quả quan trắc

Kết quả mô phỏng được so sánh với dữ liệu quan trắc thực tế để đánh giá độ chính xác của mô hình. Sự khác biệt lớn giữa kết quả mô phỏng và thực tế yêu cầu hiệu chỉnh lại mô hình.

III. Ứng dụng trong kỹ thuật xây dựng

Mô hình đàn hồi dẻo được ứng dụng rộng rãi trong các dự án kỹ thuật xây dựng, đặc biệt là các công trình đào sâu. Việc sử dụng mô hình phù hợp giúp dự đoán chính xác biến dạng và ứng suất trong đất, từ đó đảm bảo an toàn cho công trình và các công trình lân cận. Các dự án như Vincom Eden và SaiGon MC là ví dụ điển hình cho việc áp dụng thành công các mô hình này.

3.1. Dự án Vincom Eden

Dự án Vincom Eden tại TP. Hồ Chí Minh sử dụng mô hình Hardening Soil để mô phỏng ứng xử của đất trong quá trình đào sâu. Kết quả mô phỏng cho thấy độ chính xác cao so với dữ liệu quan trắc thực tế.

3.2. Dự án SaiGon MC

Dự án SaiGon MC áp dụng mô hình Soft Soil để phân tích biến dạng của đất. Mô hình này giúp dự đoán chính xác chuyển vị ngang và lún bề mặt, đảm bảo an toàn cho công trình.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển đô thị nhanh chóng tại các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu xây dựng các công trình ngầm sâu ngày càng tăng cao. Theo ước tính, nhiều dự án nhà cao tầng với tầng hầm sâu từ 5 đến 10 tầng đã và đang được triển khai, điển hình như dự án Vincom Eden – Khu A với 6 tầng hầm, hay các công trình bãi đỗ xe ngầm có quy mô lớn. Việc thi công các hố đào sâu trong môi trường đô thị phức tạp đặt ra thách thức lớn về an toàn kết cấu và ảnh hưởng đến các công trình lân cận. Do đó, việc phân tích, lựa chọn mô hình đàn hồi dẻo phù hợp để mô phỏng ứng xử đất trong bài toán đào sâu là rất cần thiết nhằm nâng cao độ chính xác trong thiết kế và thi công.

Mục tiêu chính của luận văn là phân tích, so sánh và lựa chọn mô hình đàn hồi dẻo thích hợp nhất trong phần mềm Plaxis cho bài toán đào sâu, dựa trên ba mô hình phổ biến: Mohr-Coulomb (MC), Hardening Soil (HS) và Soft Soil (SS). Nghiên cứu tập trung vào việc xác định các thông số mô hình gần sát với kết quả thí nghiệm trong phòng và mô phỏng quá trình thi công theo từng giai đoạn, từ đó đánh giá biến dạng tường vây và ứng suất đất. Phạm vi nghiên cứu bao gồm dữ liệu thực tế từ công trình Vincom Eden – Khu A, trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh, trong khoảng thời gian thi công năm 2010-2011.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học cho việc lựa chọn mô hình tính toán phù hợp, giúp dự báo chính xác biến dạng và ứng suất trong quá trình thi công hố đào sâu, từ đó giảm thiểu rủi ro, đảm bảo an toàn công trình và tiết kiệm chi phí xây dựng. Kết quả nghiên cứu cũng góp phần nâng cao hiệu quả ứng dụng phần mềm mô phỏng trong lĩnh vực địa kỹ thuật xây dựng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên ba mô hình đàn hồi dẻo chính được sử dụng phổ biến trong phân tích địa kỹ thuật:

• Mô hình Mohr-Coulomb (MC): Mô hình lý thuyết đàn hồi dẻo tuyến tính, dựa trên giả thiết ứng suất không kết hợp và góc ma sát nội tại. Đây là mô hình đơn giản, phù hợp với đất cứng và các trường hợp không có biến dạng lớn. Các thông số chính gồm mô đun đàn hồi Young’s modulus, góc ma sát, góc giãn nở và hệ số Poisson.

• Mô hình Hardening Soil (HS): Mô hình đàn hồi dẻo phi tuyến, mô phỏng chính xác hơn các đặc tính phi tuyến của đất, bao gồm sự cứng dần của đất theo ứng suất và biến dạng. Mô hình này sử dụng các thông số như mô đun đàn hồi tham chiếu, hệ số cứng dần, và các hệ số biến dạng thể hiện tính phi tuyến của đất.

• Mô hình Soft Soil (SS): Dựa trên lý thuyết Cam-Clay cải tiến, mô hình này mô phỏng đất mềm có tính chất tái bền, phù hợp với các loại đất có biến dạng lớn và tính chất nén dẻo. Các thông số mô hình được xác định dựa trên thí nghiệm nén ba trục và các đặc tính tái bền của đất.

Ba mô hình này được lựa chọn để so sánh nhằm xác định mô hình phù hợp nhất cho bài toán đào sâu trong điều kiện đất thực tế tại công trình nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm:

• Dữ liệu thí nghiệm trong phòng về ứng suất – biến dạng của mẫu đất lấy từ công trình Vincom Eden – Khu A.
• Dữ liệu quan trắc thực tế trong quá trình thi công hố đào sâu, bao gồm biến dạng tường vây và chuyển vị đất.
• Thông số địa chất và thiết kế công trình được thu thập từ hồ sơ kỹ thuật.

Phương pháp nghiên cứu gồm các bước:

1. Xác định thông số mô hình: Thông số của ba mô hình MC, HS và SS được hiệu chỉnh dựa trên kết quả thí nghiệm trong phòng nhằm đảm bảo tính chính xác và sát thực tế.

2. Mô phỏng số: Sử dụng phần mềm Plaxis với phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để mô phỏng quá trình thi công hố đào sâu theo từng giai đoạn, bao gồm đào đất và thi công tường vây.

3. Phân tích kết quả: So sánh kết quả mô phỏng biến dạng tường vây, chuyển vị đất và ứng suất trong đất với dữ liệu quan trắc thực tế để đánh giá độ phù hợp của từng mô hình.

4. Thời gian nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng 6 tháng, từ tháng 7 đến tháng 12 năm 2011.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các mẫu đất lấy từ hiện trường và số liệu quan trắc thực tế tại công trình, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy cao. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tiêu chí đại diện cho các lớp đất chính trong khu vực thi công.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Mô hình Hardening Soil cho kết quả mô phỏng chính xác nhất: Kết quả mô phỏng biến dạng ngang tường vây và chuyển vị đất của mô hình HS gần sát với số liệu quan trắc thực tế, sai số trung bình dưới 10%. Trong khi đó, mô hình MC và SS có sai số lần lượt khoảng 20% và 15%.

2. Ảnh hưởng của thông số mô hình đến kết quả: Việc hiệu chỉnh thông số mô hình dựa trên thí nghiệm trong phòng giúp giảm sai số mô phỏng từ khoảng 25% xuống còn dưới 10% đối với mô hình HS, thể hiện tầm quan trọng của việc lựa chọn thông số phù hợp.

3. Biến dạng tường vây tăng theo giai đoạn thi công: Dữ liệu mô phỏng cho thấy biến dạng tường vây tăng dần theo từng giai đoạn đào sâu, với mức biến dạng lớn nhất đạt khoảng 15 mm tại tầng hầm sâu nhất, phù hợp với quan sát thực tế.

4. Ứng suất đất phân bố không đều: Mô hình HS thể hiện rõ sự phân bố ứng suất phi tuyến trong đất, đặc biệt tại vùng tiếp giáp giữa đất và tường vây, giúp dự báo chính xác các vùng có nguy cơ biến dạng lớn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân mô hình Hardening Soil cho kết quả tốt hơn là do khả năng mô phỏng tính phi tuyến và cứng dần của đất theo ứng suất thực tế, phù hợp với đặc tính đất mềm và trung bình tại khu vực nghiên cứu. Mô hình Mohr-Coulomb mặc dù đơn giản nhưng không thể hiện được sự phi tuyến và tái bền của đất, dẫn đến sai số lớn hơn. Mô hình Soft Soil tuy phù hợp với đất mềm nhưng chưa tối ưu trong việc mô phỏng biến dạng tường vây trong điều kiện thi công thực tế.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả này tương đồng với báo cáo của một số công trình thi công hố đào sâu tại các đô thị lớn, nơi mô hình Hardening Soil được đánh giá cao về độ chính xác và tính ứng dụng. Việc sử dụng mô hình phù hợp giúp giảm thiểu rủi ro biến dạng quá mức, bảo vệ công trình lân cận và đảm bảo an toàn thi công.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh biến dạng tường vây theo từng giai đoạn thi công giữa các mô hình và số liệu thực tế, cũng như bảng tổng hợp sai số mô phỏng, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của từng mô hình.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng mô hình Hardening Soil trong thiết kế và phân tích hố đào sâu: Các đơn vị thiết kế và thi công nên ưu tiên sử dụng mô hình HS để mô phỏng ứng xử đất nhằm nâng cao độ chính xác dự báo biến dạng và ứng suất, đặc biệt trong các công trình có tầng hầm sâu.

2. Hiệu chỉnh thông số mô hình dựa trên thí nghiệm thực tế: Cần tiến hành thí nghiệm trong phòng và hiệu chỉnh thông số mô hình sát với điều kiện địa chất thực tế của công trình để đảm bảo kết quả mô phỏng phản ánh đúng hiện trạng.

3. Theo dõi và cập nhật số liệu quan trắc trong quá trình thi công: Việc quan trắc biến dạng và ứng suất thực tế cần được thực hiện liên tục để cập nhật mô hình tính toán, từ đó điều chỉnh phương án thi công kịp thời, giảm thiểu rủi ro.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực sử dụng phần mềm mô phỏng: Các kỹ sư địa kỹ thuật cần được đào tạo chuyên sâu về các mô hình đàn hồi dẻo và phần mềm FEM như Plaxis để khai thác tối đa hiệu quả công cụ trong thiết kế và thi công.

Các giải pháp trên nên được triển khai trong vòng 1-2 năm tới, với sự phối hợp giữa chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế và nhà thầu thi công nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả công trình.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư địa kỹ thuật và thiết kế công trình: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn trong việc lựa chọn mô hình tính toán phù hợp, giúp nâng cao chất lượng thiết kế và dự báo biến dạng đất.

2. Nhà thầu thi công hố đào sâu: Thông tin về mô phỏng thi công theo từng giai đoạn và đánh giá biến dạng thực tế hỗ trợ nhà thầu kiểm soát tiến độ và an toàn thi công.

3. Chuyên gia giám sát và quản lý dự án: Dữ liệu quan trắc và phân tích mô hình giúp giám sát viên đánh giá chính xác tình trạng công trình, từ đó đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành địa kỹ thuật xây dựng: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng mô hình đàn hồi dẻo trong phân tích bài toán đào sâu, đồng thời cung cấp ví dụ thực tế và phương pháp nghiên cứu khoa học.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần lựa chọn mô hình đàn hồi dẻo phù hợp cho bài toán đào sâu?
   Việc lựa chọn mô hình phù hợp giúp mô phỏng chính xác ứng xử đất, dự báo biến dạng và ứng suất, từ đó đảm bảo an toàn công trình và giảm thiểu rủi ro trong thi công.

2. Mô hình Hardening Soil có ưu điểm gì so với Mohr-Coulomb?
   Mô hình Hardening Soil mô phỏng được tính phi tuyến và cứng dần của đất theo ứng suất, phù hợp với đất mềm và biến dạng lớn, trong khi Mohr-Coulomb chỉ là mô hình tuyến tính đơn giản.

3. Làm thế nào để xác định thông số mô hình chính xác?
   Thông số mô hình được xác định dựa trên thí nghiệm trong phòng như nén ba trục, nén một trục, kết hợp với hiệu chỉnh dựa trên dữ liệu quan trắc thực tế tại công trình.

4. Phần mềm Plaxis có vai trò gì trong nghiên cứu này?
   Plaxis là công cụ mô phỏng phần tử hữu hạn được sử dụng để phân tích ứng suất – biến dạng đất và tường vây trong quá trình thi công hố đào sâu, giúp đánh giá hiệu quả các mô hình đàn hồi dẻo.

5. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các công trình khác không?
   Kết quả có thể áp dụng cho các công trình hố đào sâu trong điều kiện địa chất tương tự, đặc biệt tại các đô thị lớn có nhiều công trình ngầm, tuy nhiên cần hiệu chỉnh thông số phù hợp với từng công trình cụ thể.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích và so sánh ba mô hình đàn hồi dẻo Mohr-Coulomb, Hardening Soil và Soft Soil trong bài toán đào sâu, dựa trên dữ liệu thực tế từ công trình Vincom Eden – Khu A.
• Mô hình Hardening Soil được xác định là phù hợp nhất với sai số mô phỏng dưới 10%, thể hiện khả năng mô phỏng chính xác biến dạng và ứng suất đất.
• Việc hiệu chỉnh thông số mô hình dựa trên thí nghiệm trong phòng và dữ liệu quan trắc thực tế là yếu tố then chốt để nâng cao độ chính xác mô phỏng.
• Nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả thiết kế và thi công các công trình hố đào sâu, giảm thiểu rủi ro và bảo vệ công trình lân cận.
• Đề xuất triển khai áp dụng mô hình Hardening Soil trong thiết kế, đồng thời tăng cường quan trắc và đào tạo kỹ thuật sử dụng phần mềm mô phỏng FEM.

Các đơn vị liên quan nên áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn, đồng thời tiếp tục cập nhật và hoàn thiện mô hình dựa trên dữ liệu thi công mới nhằm nâng cao hiệu quả và an toàn công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TONG QUAN VE HO DAO SAU Chương này bày một số đặc điểm của hố đào sâu, tình hình sử dụng ở Việt Nam và trên thế giới; phân tích, đánh giá một số nghiên cứu đã có trước đây về tính toán hồ đào sâu ôn định bằng tường chắn. Sơ lược một số phương pháp phân tích trong công tác thiết kế tường chắn hồ đảo sâu, qua đó nêu những vấn đề còn tồn tại để tập trung nghiên cứu, giải quyết. Đặc điểm của hố đào sâu Công tác đào sâu là loại công trình có giá thành cao, khối lượng công việc lớn, kỹ thuật phức tạp, vi ảnh hưởng lớn đến công trình xung quanh, sự cố hay xay ra, là một khâu khó về mặt kỹ thuật, đồng thời cũng là trọng điểm đề hạ thấp giá thành và bảo đảm chất lượng công trình. Công trình hố đào sâu đang phát triển theo xu hướng độ sâu lớn, diện tích rộng, quy mô công trình cũng ngày càng tăng lên.

Theo đà phát triển cải tạo các thành phố cũ, các công trình cao tầng, thường tập trung ở những khu đất nhỏ hẹp, mật độ xây dựng lớn, điều kiện thi công công trình ngầm đều rất khó khăn. Lân cận công trình thường có các công trình xây dựng vĩnh cửu, các công trình lịch sử, nghệ thuật bắt buộc phải được an toàn, yêu cầu đối với việc ôn định và khống chế chuyền dịch rất là nghiêm ngặt. Đảo hồ móng cho các tầng hầm trong điều kiện đất yếu, mực nước ngầm cao và các điều kiện hiện trường phức tạp khác rất dễ sinh ra, mất ổn định hố móng, thân cọc bị chuyển dịch vị trí, đáy hồ trồi lên, kết cấu chắn giữ bị hư hại nghiêm trọng. làm hư hại hố móng, uy hiếp nghiêm trọng các công trình xây dựng, các công trình ngầm và đường ống xung quanh.

Công trình hố đào sâu bao gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau như chắn đất, chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước, đào đất. trong đó, một khâu nào đó gặp sự cố có thé sẽ dẫn đến cả công trình bị đỗ vỡ. Việc thi công hố móng ở các hiện trường lân cận như đóng cọc, hạ nước ngầm, đào đất. đều có thể sinh ra những ảnh hưởng hoặc khống chế lẫn nhau, tăng thêm các nhân tố để có thê gây ra sự cố.

Công trình hố móng có giá thành khá cao, nhưng lại chỉ là có tính tạm thời nên có khuynh hướng không muốn đầu tư chỉ phí nhiều. Nhưng nếu đề xảy ra sự có thì xử lý sẽ vô cùng khó khăn, gây ra tôn thất lớn về kinh tế và ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt xã hội. Phân loại hố đào Việc phân loại hố đào nông và sâu chỉ mang tính tương đối. Tezhaghi và Peck (1969) [24] cho rằng hố đảo lớn hơn 6 mét thì được gọi là hố đào sâu.

Tuy nhiên trong một vài trường hợp đặc biệt, khi độ sâu hố đào bé hơn 6 mét nhưng do được thi công trong điều kiện địa chất công trình và điều kiện thủy văn phức tạp thì cũng được phân tích như ứng xử của hồ đào sâu. Nếu phân biệt hố đào sâu theo phương thức đảo, người ta phân biệt hố đào sâu thành hai nhóm chuyên biệt sau: i) Đào không có chắn giữ: được sử dụng cho các nhu cầu hạ mược nước ngầm, đảo đất, gia cô nền và giữ mái dốc; ii) Đảo có chắn giữ: được sử dụng cho các kết cấu quay giữ, hệ thống chắn giữ, gia cô nên, quan trắc. Khi phân loại hố đào theo đặc điểm chịu lực của kết cấu, người ta chia hố đào thành hai nhóm sau: i) Kết cấu chắn giữ áp lực chủ động: có vai trò chịu tác dụng của phần áp lực chủ động tác động lên kết cấu thành hồ đảo, bao gồm các kết cấu phun neo dé chắn giữ, tường bằng đinh dat dé chắn giữ; ii) Kết cấu chắn giữ áp lực bị động: có vai trò chịu tác dụng của phần áp lực bị động tác động lên kết cấu thành hồ đào, bao gồm các kết cấu như cọc, bản, ống, tường và chống, hoặc sử dụng ngay bản thân kết cấu sàn tầng hầm tự chống đỡ ( top — down). Khi phân biệt hố đảo theo chức năng kết cấu, có thê phân chia kết cấu chắn giữ thành hai bộ phận sau đây: Bộ phận chắn đất, bao gồm: — Hệ tường thép, thắm nước có cọc thép chữ H, I có bản cài; hệ tường cọc nhồi liền kề nhưng không thật sự sát nhau, hệ cừ Larsen, cọc hai hành chắn đất, cọc nhồi kiều liên vòm, chắn giữ bằng đinh đất.

— Hệ tường bê tông cốt thép, ngăn nước có tường liên tục trong dat, coc, tường trộn xi măng dưới tầng đất sâu, giữa cọc đặt dày và bố trí thêm cột xi măng cao áp, tường vòm cuốn khép kín. Bộ phận chắn đất kiểu kéo giữ gồm kiêu tự đứng, thanh neo vào tầng đất, ông thép, thép hình chống đỡ, chống chéo, hệ dầm vòng chống đỡ. Phân loại tường chắn giữ hố đào sâu Tường chắn giữ có các loại chủ yếu sau đây: i) Tường chắn bằng xi măng đất trộn ở tầng sâu: dùng đề đào loại hỗ móng có độ sâu 3 đến 6 m; ii) Cọc bản thép: dùng cho loại hỗ móng có độ sâu từ 3 đến 10 m; ii) Tường cọc bản bê tông cốt thép: dùng cho loại hỗ móng có độ sâu 3 — 6 m; iv) __ Tường chắn bằng cọc khoan nhồi: đường kính 600 — 1000 mm, cọc dài 15 — 30 m, làm thành tường chắn theo kiểu hang cọc, trên đỉnh cung đồ dầm vòng bê tông cốt thép, dùng cho loại hỗ móng có độ sâu 6 — 13 m; v) Tường vây bê tông thép : sau khi đào thành hào móng thì đồ bê tông, làm thành tường chắn đất bằng bê tông cốt thép có cường độ tương đối cao, dùng cho hố móng có độ sâu từ 10 m trở lên hoặc trong điều kiện thi công tương đối khó khăn; vi) _ Giếng chìm và giếng chìm hơi ép: dùng trong đất yếu có mực nước ngầm cao dòng chảy mạnh, độ sâu hồ đào có thê từ 25 đến 30m.4 Giới thiệu và trình tự thiết kế một hố đào sâu Việc sử dụng phương pháp số vào việc mô phỏng ứng xử của cấu trúc đất đã được đi được một bước tiến dài đáng ghi nhận trong vòng 40 năm qua. Kỹ sư ngày nay đã có thể mô phỏng một cách chỉ tiết của quá trình xây dựng cho nhiều dạng công trình xây dựng thực tế như việc xây dựng đê đập, xây dựng hồ đào sâu, đường hằm hay nhiều dạng công trình mà bài toán biên dạng tĩnh hay dạng động .Kỹ sư có thê sử dụng một cách đa dạng công cụ phương pháp số này bao gồm như phần tử hữu hạn hay những dạng khác không phải là phần tử hữu hạn như là phần tử rời rạc.nhầm giải quyết bài toán cân bằng với điều kiện biên.

Có nhiều chương trình phân tích rất mạnh như ABAQUS, FLAC, PLAXIS được dùng đề nghiên cứu và thực hành trong lĩnh vực địa kỹ thuật. Kỹ sư có thé lựa chọn nhựng dạng mô hình đất phù hợp để mô phỏng phù hợp với từng dạng ứng xử của đất hay đá. Rõ ràng là thường thì kết quả xuất ra từ việc mô phỏng của phương pháp số khác với kết quả quan trắc ngoài hiện trường và trong từng giai đoạn. Do vậy cần có sự điều chỉnh đặc tính mô hình một cách phù hợp để đi việc gần với ứng xử thực tế của đất.

Do đó công việc cụ thể đòi hỏi người kỹ sư phải luôn học hỏi trong từng trường hợp thực tế cùng với kết quả quan trắc hiện trường cùng một việc điều chỉnh mang tính hệ thống để có thể đạt được một hiệu quả cao hơn trong việc sử dụng các phần mềm từ mô phỏng bằng phương pháp số. 10 Vai trò của việc mô phỏng phương pháp phần tử hữu hạn trong bài toán phân tích bài toán hồ đào sâu và đạt được kết quả gần với kết quả quan trắc ngoài hiện trường. Ngày nay trong khi mô hình mô phỏng đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong việc tính toán các bài toán địa kỹ thuật, nhìn tổng thể thì quá trình mô phỏng tương đối cứng nhắc và không đạt được sự gần đúng so với kết quả quan trắc ngoài hiện trường. Vì nhiều nguyên nhân: tính không đồng nhất của đất, tại từng điểm trong nền đất có lộ trình ứng suất không giống nhau dẫn đến sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng phức tạp (hệ số A của Skempton).

Vì thế để đạt được kết quả mô phỏng gần với kết quả thực tế cần một bài toán tính toán lặp và cập nhật liên tục, nó được trình bày đơn giản dưới biểu đồ sau : 11 1. Xác định bài toán cần phân tích và đánh giá vai trò của việc mô hình vy 2. Xác định đặc tinh đất từ thí nghiệm hiện trường và trong phòng Š 3. Lựa chọn mô hình ứng xử và đặc tính của vật liệu ` i ˆ Không châp nhận, chọn y lai m6 hinh va dac tinh vật liệu 4.

Giải quyết bài toán với điều biên bằng phương pháp phần tử hữu hạn Š 5. So sánh với kết quả quan trắc hiện trường, chấp nhận hay không? ` ;Cm 6. Áp dụng cho các bài toán tương tự trong tương lai Xác định bài toán cần phân tích và đánh giá vai trò của việc mô hình Việc bài toán được xác định và vai trò của mô hình vào bài toán này được cho là phù hợp. Chẳng hạn như bài toán đào sâu, việc mô phỏng bằng mô hình được dùng để đánh giá trước chuyển vị của nền đất.

Xác định đặc tính đất từ thí nghiệm hiện trường và trong phòng Thông qua thí nghiệm hiện trường hay thi nghiệm trong phòng từ mẫu đất lá về từ hiện trường để xác định đặc tính của đất và kiểm tra đặc tính chống cắt và biến dạng của đất. Lựa chọn mô hình ứng xử và đặc tính của vật liệu Một dạng mô hình vật liệu đất được lựa chọn đễ đại diện cho đặc tính ứng suất biến dạng và sức chịu tải của lớp đất đó. Giải quyết bài toán với điều biên bằng phương pháp phần tử hữu hạn Sử dụng các chương trình phần tử hữu hạn đề liên kết việc lựa chọn mô hình đất để mô phỏng dự kiến trong từng giai đoạn thi công. Từ phân tích của chương trình tính ra chuyển vị ngang và chuyên vị bề mặt.

So sánh với kết quá quan trắc hiện trường : Kết quả tính toán từ máy tính và quan trắc hiện trường cần phải được so sánh trong suốt quá trình thi công. Giá trị quan trắc thông thường nhất là chuyền vị ngang và chuyên vị đứng của nền đất.