I H C QU C GIA THÀNH PH H CHÍ MINH
TR
NG
I H C BÁCH KHOA
V N T N THÔNG
NGHIÊN C U ÁNH GIÁ CÁC THƠNG S
TRONG PHÂN TÍCH KHƠNG THỐT N
S
D NG PH
Chuyên ngành:
THÍCH H P
CC AH
ÀO
NG PHÁP A, B VÀ C TRONG PLAXIS
a K Thu t Xây D ng
Mã s : 60 58 60
LU N V N TH C S
TP H CHÍ MINH, tháng 11 n m 2013
CƠNG TRÌNH
TR
Cán b h
NG
C HỒN THÀNH T I
I H C BÁCH KHOA – HQG – TP. HCM
ng d n khoa h c : TS. Nguy n Minh Tâm
Cán b ch m nh n xét 1 : ...................................................................
Cán b ch m nh n xét 2 : ...................................................................
Lu n v n th c s
c b o v t i Tr
ng
i h c Bách Khoa, HQG Tp. HCM
ngày . . . . . tháng . . . . n m . . . . .
Thành ph n H i
ng ánh giá lu n v n th c s g m:
1. ............................................................
2. ............................................................
3. ............................................................
4. ............................................................
5. ............................................................
Xác nh n c a Ch t ch H i
ng ánh giá lu n v n và Ch nhi m B Môn qu n lý
chuyên ngành sau khi lu n v n ã
CH T CH H I
NG
c s a ch a (n u có).
TR
NG KHOA
TS. Nguy n Minh Tâm
TR
I H C QU C GIA TP.HCM
NG
I H C BÁCH KHOA
C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
c l p – T do – H nh phúc
------------------------------
-------------------------------
NHI M V LU N V N TH C S
H và tên h c viên: V N T N THÔNG
MSHV: 11094353
Ngày tháng n m sinh: 01/07/1986
N i sinh: PHÚ YÊN
Chuyên ngành:
Mã s : 60 58 60
a K Thu t Xây D ng
Khóa (n m trúng tuy n): K2011 đ t 2
I. TÊN
TÀI:
NGHIÊN C U ÁNH GIÁ CÁC THƠNG S THÍCH H P TRONG PHÂN
TÍCH KHƠNG THỐT N
CC AH
ÀO S
D NG PH
NG PHÁP
A, B VÀ C TRONG PLAXIS
II. NHI M V VÀ N I DUNG:
1. Nhi m v :
- Phân tích các ph
- Nh n xét nh h
ng pháp A, B, và C trong mơ hình Mohr - Coulomb
ng c a các ph
ng pháp
n n
nh và bi n d ng c a h
ào.
2. N i dung:
M
u
Ch
ng 1: T ng quan v n
Ch
ng 2: C s lý thuy t
Ch
ng 3: Phân tích k t qu
Ch
ng 4: K t lu n và ki n ngh
III. NGÀY GIAO NHI M V :
24/06/2013
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V :
22/11/2013
V. CÁN B
H
NG D N:
TS. NGUY N MINH TÂM
Tp.HCM, ngày 22 tháng 11 n m 2013
CÁN B
H
NG D N
(H tên và ch ký)
CH NHI M B
MÔN
(H tên và ch ký)
TS. NGUY N MINH TÂM PGS.TS VÕ PHÁN
TR
NG KHOA
(H tên và ch ký)
TS. NGUY N MINH TÂM
-ii-
L IC M
ng
t p.
N
Xin g i l i c m n n quý th y cô b môn a C – N n Móng, nh ng
i ã cho tơi nh ng ki n th c và kinh nghi m quý báu trong su t q trình h c
Tơi xin g i l i c m n chân thành nh t n TS.Nguy n Minh Tâm, ng i
th y ã nhi t tình h ng d n, ng viên tơi trong su t quá trình th c hi n lu n
v nvà giúp tơi có nh ng ki n th c h u ích làm n n t ng cho cơng vi c sau này.
Xin g i l i c m n n các h c viên chuyên ngành a K thu t Xây D ng
khóa 2011, nh ng ng i b n ã ng hành và giúp
tôi trong su t quá trình h c
t p. Xin g i l i c m n n Công ty C ph n T v n Thi t k Xây d ng Cideco,
n i tôicông tác, ã t o i u ki n tôi tham gia thi t k , th m tra các cơng trình h
ào sâu, tơi áp d ng ki n th c lý thuy t vào cơng trình th c t .
Cu i cùng, tôi xin c m n b m và gia ình ã ng viên và t o i u ki n
t t nh t cho tôi tinh th n và th i gian trong nh ng n m tháng h c t p t i tr ng.
Thành ph H Chí Minh, tháng 11 n m 2013
H c viên
V n T n Thông
-iiiTÓM T T LU N V N
Vi c thi t k t
ng vây và h gi ng ch ng cho thi cơng t ng h m ịi h i
ph i phân tích c n th n, thi t k và giám sát thi công.
thi công h
i u này
c bi t quan tr ng
ào sâu trong khu v c ô th , n i nhu c u v không gian và giá
t
cao nên vi c xây d ng t ng h m là r t c n thi t. Tuy nhiên, n u các thơng s
vào c a mơ hình khơng chính xác có th t
ng vây s b chuy n v v i m t kho ng
r t áng k , các k t c u sàn bê tông c t thép và h th ng thanh ch ng
ho i khi mà chuy n v t
u
s b phá
ng vây x y ra quá l n d n t i nguy c phá ho i t
ng vây
và cơng trình lân c n.
Lu n v n này nh m m c ích nghiên c u các ph
tích khơng thốt n
n ng x c a t
c
S phân tích
ph
c so sánh v i d li u quan tr c t i hi n tr
võng t
ng vây, và d
ng pháp A g n v i các d li u o
khơng thốt n
cc a
t sét m m (Ph
c , cu trong
ng pháp A). Ph
cc a
ã s d ng các thông
mô ph ng ng x
ng pháp này ánh giá
t sét m m. S c ch ng c t khơng
t "th c" t các thí nghi m là th p h n nhi u so v i d
ng pháp A. H qu c a vi c s d ng ph
Mohr- Coulomb c a d án Petroland Tower ã d n
ốn
ng pháp A trong mơ hình
n ánh giá th p
men u n và l c d c thanh ch ng trong thi t k . Thi t k ban
t i ac at
võng khi s
nghiêng t i i m quan tr c P47i.
' ) trong mơ hình Mohr- Coulomb
q cao s c ch ng c t khơng thốt n
s d ng ph
ốn
ng h p cơng trình Petroland Tower. Tác gi
ng su t có hi u ( c’ và
th c c a
ng d a trên s li u
c c a công trình Saigon M&C Tower. Nh ng k t qu này k t lu n r ng
Trong tr
thoát n
ào sâu liên quan
ào sâu.
ng pháp B ánh giá quá cao
d ng ph
nh và bi n d ng c a h
ng vây trong q trình thi cơng t ng h m. Lu n v n trình bày hai
cơng trình thi cơng h
ghi nh n
ánh giá n
ng pháp A,B, C trong phân
u
võng , mô
c tính
võng
ng vây là 31mm trong khi ó n u s d ng giá tr cu th p h n " ng x
t"
tính tốn thì
võng
t
c 67mm.
-iv-
ABSTRACT
The design of diaphragm wall and support systems for deep basement
construction requires careful analysis, design and monitoring of performance. This
is especially critical for deep basement construction in urban areas where the need
for space and high land prices justify the deep basement construction. However, if
the input parameters of the model are not correct, the diaphragm wall will move
with a considerable range, structural concrete floor and support systems for deep
excavation will be damaged when the diaphragm wall displacement is too large
creates risks of destroying walls and neighboring buildings.
This dissertation describes methods A,B, C in undrained analysis to review a
stable and deformed by deep excavation related to the behavior of diaphragm wall
in the excavation of basement. In this dissertation two case histories on deep
basement construction works are also presented.
The analysis was compared with the in-site observational data based on the
recorded data of Saigon M&C Tower. These results concluded that Method B
overestimated wall deflections, and that the deflection predicted using Method A
appeared to agree better with the inclinometer data at the P47i.
In the case for Petroland Tower. The author had used effective stress
parameters (c’ and
’) in the Mohr-Coulomb model to simulate the undrained
behavior of soft clay (Method A). This method overestimated the undrained shear
strength of the soft clay. The undrained shear strength, cu in the ‘real’ soil from the
test is much lower than that predicted using Method A. The consequence of using
Method A with the Mohr-Coulomb model in the Petroland Tower project led to
an under-estimation of wall deflection, bending moment and strut forces in the
design. The original design estimated a maximum deflection of 31mm whereas
67mm would have been computed if the lower cu value in the ‘real’ soil was used.
-v-
L I CAM OAN
Tôi xin cam oan: Lu n v n này là
c th c hi n d
is h
tài nghiên c u th c s c a tác gi ,
ng d n khoa h c c a TS. Nguy n Minh Tâm.
T t c s li u, k t qu tính tốn, phân tích trong lu n v n là hồn tồn trung
th c. Tơi cam oan ch u trách nhi m v s n ph m nghiên c u c a mình.
Thành ph H Chí Minh, tháng 11 n m 2013
H c viên
V n T n Thông
-vi-
M CL C
PH N M
1.
U…………………………………………………………………1
tv n
.......................................................................................................... 1
2. M c ích nghiên c u .......................................................................................... 2
3. Ý ngh a và giá tr th c ti n c a
tài................................................................. 2
4. N i dung nghiên c u .......................................................................................... 3
5. Ph
ng pháp nghiên c u .................................................................................... 3
6. D ki n k t qu nghiên c u................................................................................ 3
7. H n ch
tài ..................................................................................................... 4
CH
NG 1: T NG QUAN V N
1.1.
c i m c a cơng trình h
1.2. Nh ng y u t
nh h
ng
1.3. M t s cơng trình h
CH
NG 2: C
2.1 C h c
................................................................ 5
ào sâu................................................................ 5
n n i l c và bi n d ng c a h
ào ...................... 6
ào trên th gi i và Vi t Nam....................................... 6
LÝ THUY T.................................................................. 11
S
t t i h n........................................................................................... 11
2.2. Vòng tròn Morh ng su t .............................................................................. 17
2.3. Phân tích l trình ng su t c a h
2.4. Tính àn h i c a
t ...................................................................................... 21
2.5. Nguyên lý bi n d ng c a
2.6. Xác
ào .......................................................... 19
t ......................................................................... 22
nh áp l c ti n c k t ............................................................................ 23
2.7. Gi i thi u v
t c k t th
2.7.1.
t c k t th
2.7.2.
t quá c k t th
t quá c k t (OC) ...................... 24
ng (NC).......................................................................... 24
ng (OC)................................................................... 25
2.8. Phân tích ng x thốt n
trong các bài tốn ph
ng (NC) và
c (drained) và khơng thốt n
ng pháp s ...................................................................... 26
2.8.1. i u ki n thoát n
2.8.2. Các h s áp l c n
c (drained) và khơng thốt n
c (undrained)......... 26
c l r ng................................................................ 26
2.8.3. Phân tích ng x thốt n
c (drained)................................................... 27
2.8.4. Phân tích ng x khơng thốt n
c (undrained).................................... 28
2.8.4.1. Phân tích ng su t có hi u khơng thốt n
b n có hi u (ph
c (undrained)
c v i các thông s
ng pháp A) .......................................................................... 28
-vii-
2.8.4.2. Phân tích ng su t có hi u khơng thốt n
b n khơng thốt n
c (ph
ng pháp B)......................................................... 30
2.8.4.3. Phân tích ng su t có hi u khơng thốt n
khơng thốt n
2.9. Ph
c (ph
c v i các thơng s
c v i các thông s
ng pháp C)...................................................................... 31
ng pháp ph n t h u h n....................................................................... 32
2.10. Mơ hình Morh - Coulomb cho tính tốn PTHH s d ng Plaxis ................. 32
2.11. Thơng s
u vào c a mơ hình Mohr - Coulomb........................................ 35
2.11.1. Mô un àn h i E................................................................................. 35
2.11.2. H s passion ..................................................................................... 38
2.11.3. L c dính c và góc ma sát
2.11.4. Góc giãn n
.................................................................. 39
....................................................................................... 40
2.11.2. H s th m k......................................................................................... 41
CH
NG 3: PHÂN TÍCH K T QU
VÀ BI N D NG C A H
TRÊN
T QUÁ C
NH H
NG
ÀO GI A CÁC PH
K T (OC) VÀ
TC
N
N
NH
NG PHÁP A, B, C
K T TH
NG (NC) ........ 43
3.1. Gi i thi u cơng trình nghiên c u................................................................... 43
3.2. D án Saigon M&C Tower ........................................................................... 43
3.2.1.
a ch t cơng trình Saigon M&C Tower ............................................... 44
3.2.2. Trình t thi cơng h
ào......................................................................... 46
3.2.3. Quan tr c chuy n v t i hi n tr
3.2.4. Phân tích k t qu
gi a các ph
nh h
ng pháp A, B, C trên
3.2.4.1. Ph t i m t
3.2.4.2. Thông s
3.2.4.3. Thơng s t
ng
ng cơng trình Saigon M&C Tower ..... 49
n n
nh và bi n d ng c a h
ào
t quá c k t (OC)...................................... 50
t ................................................................................ 50
u vào c a mơ hình Mohr - Coulomb........................... 50
ng vây ........................................................................ 54
3.2.4.4. Thơng s sàn BTCT t ng h m ........................................................ 54
3.2.4.5. Mô ph ng bài toán b ng Plaxis ...................................................... 55
3.2.4.6. K t qu phân tích chuy n v ngang t
ng vây s d ng ph
ng
pháp A, B và quan tr c (cơng trình Saigon M&C Tower) .................................. 60
3.2.4.7. K t qu t ng h p chuy n v ngang t
ng vây s d ng ph
ng
pháp A, B, C và quan tr c (cơng trình Saigon M&C Tower)............................... 63
3.2.4.8. K t qu phân tích mơ men u n t
ng vây s d ng ph
ng pháp
-viii-
A, B, C (cơng trình Saigon M&C Tower) ........................................................... 65
3.2.4.9. K t qu t ng h p mô men u n t
ng vây s d ng ph
ng pháp
A, B, C (cơng trình Saigon M&C Tower) ............................................................ 67
3.2.4.10. Nh n xét........................................................................................ 69
3.2.4.11. K t qu phân tích l c ch ng sàn h m (cơng trình Saigon
M&C Tower) ........................................................................................................ 70
3.2.4.12. Nh n xét........................................................................................ 70
3.3. D án cao c Petroland Tower ...................................................................... 71
3.3.1.
a ch t cơng trình Petroland Tower ..................................................... 72
3.3.2. Trình t thi cơng h
ào (cơng trình Petroland Tower)......................... 74
3.3.3. Quan tr c chuy n v t i hi n tr
3.3.4. Phân tích k t qu
gi a các ph
nh h
ng
ng pháp A, B, C trên
3.3.4.1. Ph t i m t
3.3.4.2. Thông s
ng (cơng trình Petroland Tower)....... 75
n n
nh và bi n d ng c a h
t c k t th
ào
ng (NC)................................ 76
t (cơng trình Petroland Tower) ................................ 76
u vào c a mơ hình Mohr - Coulomb (cơng trình
Petroland Tower) .................................................................................................. 76
3.3.4.3. Thơng s t
ng vây (cơng trình Petroland Tower) ........................ 80
3.3.4.4. Thơng s thanh ch ng thép (cơng trình Petroland Tower)............. 80
3.3.4.5. Thông s sàn BTCT t ng h m (công trình Petroland Tower) ........ 80
3.3.4.6. Mơ ph ng bài tốn b ng Plaxis (cơng trình Petroland Tower) ...... 81
3.3.4.7. K t qu t ng h p v ngang t
ng vây s d ng ph
ng pháp
A, B và quan tr c (cơng trình Petroland Tower) .................................................. 86
3.3.4.8. K t qu phân tích mơ men u n t
pháp A, B và phân tích ng
ng vây s d ng ph
ng
c (cơng trình Petroland Tower) ............................. 87
3.3.4.9. K t qu phân tích l c ch ng sàn h m (cơng trình
Petroland Tower) .................................................................................................. 89
3.3.4.10. Nh n xét chuy n v ngang và mô men u n c a t
ng vây
(cơng trình Petroland Tower) .............................................................................. 89
3.3.4.11. Nh n xét l c ch ng sàn h m (cơng trình Petroland Tower)......... 90
3.3.5. K t qu tính toán gi a các ph
ng pháp A, B, C khi tính cu c a ph
ng
pháp B và C t (c’, ') .......................................................................................... 90
-ix-
CH
NG 4: K T LU N VÀ KI N NGH .................................................... 92
I. K t lu n......................................................................................................... 92
II. Ki n ngh ..................................................................................................... 93
TÀI LI U THAM KH O .................................................................................... 94
-x-
DANH SÁCH HÌNH V
Hình 1.1. Thi cơng t
ng d n................................................................................. 7
Hình 1.2. L p đ t l ng thép.................................................................................... 7
Hình 1.3. H thanh ch ng-thanh gi ng t
Hình 1.4. M t b ng v trí c a các t m t
ng vây ................................................. 8
ng vây, h thanh ch ng t ng 9
c a khu v c s p đ ................................................................................................ 8
Hình 1.5. M t c t ngang c a h thanh ch ng h , (Type M3) ................................ 9
Hình 1.6. M t c t ngang th hi n bi n d ng t
Hình 1.7. Hình nh tr
ng vây h đào, (Type M3) .......... 9
c khi s p đ cơng trình Nicoll Highway ........................ 10
Hình 1.8. Hình nh sau khi s p đ cơng trình Nicoll Highway ........................... 10
Hình 2.1. Các đ
ng ng su t đ i v i 6 thí nghi m v trong h to đ q’/p’ ..... 12
ng c a đ
Hình 2.2. Hình chi u lên 3 ph
ng tr ng trái t i h n và các đ
Hình 2.3.
thoát n
ng tr ng thái t i h n....................... 13
c trên đ t sét c k t th
Hình 2.4.
ng c k t và đ
ng ng suât khi ch t t i không
ng................................................................... 14
ng n trong h to đ v/lnp’ ............................... 14
Hình 2.5. S đ tr ng thái t i h n đ i v i đ t quá c k t nh ............................. 15
Hình 2.6. S đ tr ng thái t i h n đ i v i đ t quá c k t n ng........................... 16
Hình 2.7. M t biên tr ng thái t i h n .................................................................. 16
Hình 2.8. Vịng Mohr ng su t............................................................................. 18
Hình 2.9.
l ch ng su t (q’) b ng đ
ng kính vịng Mohr............................ 18
Hình 2.10. Vịng trịn ng su t t ng ..................................................................... 19
Hình 2.11. L trình ng su t trong h đào cho các đi m n m g n m t tr
Hình 2.12. L trình ng su t v i gia t i có thốt n
t ..... 20
c....................................... 21
Hình 2.13. L trình ng su t t ng và h u hi u v i gia t i khơng thốt n
c...... 21
Hình 2.14. Quan h gi a các ng su t và bi n d ng chính trong mơ hình
đàn h i ................................................................................................................. 22
Hình 2.15. Ph
ng pháp xác đ nh 'pc ................................................................. 24
Hình 2.16. K t qu đi n hình t thí ngi m nén 3 truc khơng thốt n
trên đ t c k t th
c
ng (NC) (theo Atkinson & Bransby, 1978)........................... 24
Hình 2.17. L trình ng su t c a thí nghi m nén 3 tr c khơng thốt
n
c đ t (NC) ....................................................................................................... 25
-xi-
Hình 2.18. K t qu đi n hình t thí ngi m nén 3 truc khơng thốt n
trên đ t quá c k t (OC) (theo Atkinson & Bransby, 1978)................................ 25
Hình 2.19. L trình ng su t c a thí nghi m nén 3 tr c khơng khơng
thốtn
c đ t sét qua c k t (OC)....................................................................... 26
Hình 2.20. L trình ng su t c a đ t th c và mơ hình Morh-Coulomb .............. 28
Hình 2.21. So sánh s c ch ng c t khơng thốt n
k t th
c (Cu) c a đ t sét c
ng trong thí nghi m nén 3 tr c c k t khơng thốt n
Hình 2.22. So sánh chuy n v ngang c a t
c ........................ 29
ng vây gi a PPA v i k t qu
quan tr c c a cơng trình Nicoll Highway ........................................................... 29
Hình 2.23. T
ng quan gi a các v trí ng su t v i s c ch ng c t Cu đ i
v i đ t sét c k t th
ng (NC)............................................................................. 30
Hình 2.24. So sánh s c ch ng c t khơng thốt n
c (Cu) c a đ t sét quá c
k t (OC) trong thí nghi m nén 3 tr c c k t khơng thốt n
Hình 2.25. So sánh s c ch ng c t khơng thốt n
th
c........................... 30
c (Cu) c a đ t sét c k t
ng (NC) trong thí nghi m nén 3 tr c khơng c k t khơng thốt n
Hình 2.26. So sánh chuy n v ngang c a t
c ........ 31
ng vây gi a PPB v i k t qu
quan tr c c a cơng trình Nicoll Highway ............................................................ 31
Hình 2.27. Ý t
ng ban đ u v mơ hình đàn d o lý t
Hình 2.28. Phân t
Hình 2.29 . H
ng su t và đ
ng.................................. 32
ng bao s c ch ng c t .................................. 33
ng ch y d o trong m t ph ng l ch ............................................. 34
Hình 2.30. Mơ ph ng hàm ch y d o trong h tr c không gian các ng
su t chính.............................................................................................................. 34
Hình 2.31. Ð th th hi n h
ng ch y d o c a phân t đ t ............................... 34
Hình 2.32. Xác đ nh E0 & E50 t bi u đ thí nghi m 3 tr c thốt n
c............... 36
Hình 2.33. Bi n d ng m u đ t.............................................................................. 39
Hình 2.34. Tính tốn các thơng s s c ch ng c t có hi u và các thơng s s c
ch ng c t khơng thốt n
c. ................................................................................ 39
Hình 2.35. Hình nh c h c minh h a b n ch t các thông s d o ...................... 40
Hình 2.36. Hình nh c h c minh h a b n ch t góc giãn n và đ th quan
h gi a ng su t và bi n d ng.............................................................................. 41
Hình 3.1. Ph i c nh và m t b ng t
ng vây (cơng trình Sai Gon M&C Tower). ......... 44
Hình 3.2. M t c t ngang đ a ch t (cơng trình Sai Gon M&C Tower). ........................ 45
-xii-
Hình 3.3. Các m c quan tr c trong quá trình thi cơng t
ng vây (cơng trình
Sai Gon M&C Tower). ............................................................................................ 49
Hình 3.4. Mơ ph ng bài tốn h đào b ng ph n m m plaxis (cơng trình
Sai Gon M&C Tower). ............................................................................................ 55
Hình 3.5. So sánh chuy n v ngang t
s d ng ph
ng pháp A, B và quan tr c (cơng trình Saigon M&C Tower) ........ 60
Hình 3.6. So sánh chuy n v ngang t
s d ng ph
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ -8.8m
ng pháp A, B và quan tr c (cơng trình Saigon M&C Tower) ........ 60
Hình 3.7. So sánh chuy n v ngang t
s d ng ph
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ -2m
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ -12m
ng pháp A, B và quan tr c (cơng trình Saigon M&C Tower) ........ 61
Hình 3.8. So sánh chuy n v ngang t
cao đ -10.5m s d ng ph
ng vây ng v i pha thi công sàn h m 3
ng pháp A, B và quan tr c (cơng trình Saigon
M&C Tower)......................................................................................................... 61
Hình 3.9. So sánh chuy n v ngang t
-14.9m s d ng ph
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ
ng pháp A, B và quan tr c (cơng trình Saigon
M&C Tower)......................................................................................................... 62
Hình 3.10. So sánh chuy n v ngang t
-17.3m s d ng ph
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ
ng pháp A, B và quan tr c (cơng trình Saigon
M&C Tower)......................................................................................................... 62
Hình 3.11.Bi u đ quan tr c chuy n v ngang t
ng vây (công trình Saigon
M&C Tower)......................................................................................................... 63
Hình 3.12. Bi u đ chuy n v ngang t
ng vây s d ng ph
ng pháp A
(Saigon M&C Tower) ........................................................................................... 63
Hình 3.13. Bi u đ chuy n v ngang t
ng vây s d ng ph
ng pháp B
(Saigon M&C Tower) ........................................................................................... 64
Hình 3.14. Bi u đ chuy n v ngang t
ng vây s d ng ph
ng pháp C
(Saigon M&C Tower) ........................................................................................... 64
Hình 3.15. So sánh mơ men t
s d ng ph
ng pháp A, B, C ( cơng trình Saigon M&C Tower)........................ 65
Hình 3.16. So sánh mơ men t
s d ng ph
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ -2m
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ -8.8m
ng pháp A, B, C ( cơng trình Saigon M&C Tower)........................ 65
Hình 3.17. So sánh mơ men t
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ -12m
-xiii-
s d ng ph
ng pháp A, B, C ( công trình Saigon M&C Tower)........................ 66
Hình 3.18. So sánh mơ men t
s d ng ph
ng pháp A, B, C ( công trình Saigon M&C Tower)........................ 66
Hình 3.19. So sánh mơ men t
s d ng ph
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ -14.9m
ng vây ng v i pha đào đ t cao đ -17.3m
ng pháp A, B, C ( cơng trình Saigon M&C Tower)........................ 67
Hình 3.20. Bi u đ mô men u n t
ng vây s d ng ph
ng pháp A
(cơng trình Saigon M&C Tower) ......................................................................... 67
Hình 3.21. Bi u đ mô men u n t
ng vây s d ng ph
ng pháp B
(cơng trình Saigon M&C Tower) ......................................................................... 68
Hình 3.22. Bi u đ mơ men u n t
ng vây s d ng ph
ng pháp C
(cơng trình Saigon M&C Tower) ......................................................................... 68
Hình 3.23. nh h
ng c a các ph
ng pháp A và B đ n l c ch ng sàn h m
(cơng trình Saigon M&C Tower) ......................................................................... 70
Hình 3.24. Ph i c nh và m t b ng t
ng vây (cơng trình Petroland Tower). .... 71
Hình 3.25. M t c t đ a ch t cơng trình (cơng trình Petroland Tower). .................. 71
Hình 3.26. Bi u đ NSPT và thí nghi m c t cánh Su (daN/cm2)............................ 73
Hình 3.27. S đ các giai đo n thi công t ng h m (cơng trình
Petroland Tower).................................................................................................. 74
Hình 3.28. Các m c quan tr c trong q trình thi cơng t ng h m (cơng trình
Petroland Tower).................................................................................................. 75
Hình 3.29. Mơ ph ng bài toán h đào b ng ph n m m plaxis (cơng trình
Petroland Tower).................................................................................................. 81
Hình 3.30. Bi u đ quan tr c chuy n v ngang t
ng vây (cơng trình
Petroland Tower).................................................................................................. 86
Hình 3.31. Bi u đ chuy n v ngang t
ng vây s d ng ph
ng pháp A
(cơng trình Petroland Tower)............................................................................... 86
Hình 3.32. Bi u đ chuy n v ngang t
ng vây s d ng ph
ng pháp B
(cơng trình Petroland Tower)............................................................................... 87
Hình 3.33. Bi u đ mơ men u n t
ng vây s d ng ph
ng pháp A
(cơng trình Petroland Tower)............................................................................... 87
Hình 3.34. Bi u đ mơ men u n t
ng vây s d ng ph
ng pháp B
(cơng trình Petroland Tower)............................................................................... 88
-xiv-
Hình 3.35. Bi u đ mơ men u n t
ng vây s d ng phân tích ng
c
(cơng trình Petroland Tower)............................................................................... 88
Hình 3.36.
nh h
ng c a ph
ng pháp A, B đ n l c ch ng sàn h m
(cơng trình Petroland Tower)............................................................................... 89
Hình 3.37. Vịng trịn Morh đánh giá s c ch ng c t khơng thốt n
c
(bi n d ng ph ng) (Tan, 2007)............................................................................ 91
-xv-
DANH SÁCH B NG
B ng 2.1. T
ng quan gi a mô đun bi n d ng E theo NSPT và CPT ................... 36
B ng 2.2. Quan h gi a Es Es và Su ...................................................................... 37
B ng 2.3. Kho ng giá tr gi i h n c a t ng lo i đ t ........................................... 37
B ng 2.4. Quan h gi a Es và Cu ......................................................................... 38
B ng 2.5. Giá tr h s vs theo Das, B.M.............................................................. 39
B ng 2.6. H s th m k c a m t s lo i đ t theo Das, B. M................................ 41
B ng 2.7. H s th m đi n hình c a đ t theo NAVFAC (1983)........................... 41
B ng 3.1. Mô t đ a ch t cơng trình Sai Gon M&C Tower .................................... 44
B ng 3.2. T ng h p thông s đ a ch t s d ng ph
ng pháp A trong mơ hình
Morh-Coulomb (cơng trình Saigon M&C Tower) . ............................................. 51
B ng 3.3. T ng h p thông s đ a ch t s d ng ph
ng pháp B trong mô hình
Morh-Coulomb(cơng trình Saigon M&C Tower) . .............................................. 52
B ng 3.4. T ng h p thông s đ a ch t s d ng ph
ng pháp C trong mơ hình
Morh-Coulomb(cơng trình Saigon M&C Tower) . .............................................. 53
B ng 3.5. Thông s đ u vào t
ng vây h đào D1000 ........................................ 54
B ng 3.6. Thông s đ u vào t
ng vây h đào D600 .......................................... 54
B ng 3.7. B ng thông s đ u vào c a sàn t ng h m 1, 3 và 4............................ 54
B ng 3.8. B ng thông s đ u vào c a sàn t ng h m 2 ........................................ 55
B ng 3.9. B ng thông s đ u vào c a sàn t ng h m 5 ........................................ 55
B ng 3.10. Mô ph ng các giai đo n thi cơng h đào (cơng trình Saigon
M&C Tower) ........................................................................................................ 56
B ng 3.11. So sánh chuy n v ngang và mô men u n l n nh t c a t
khi tính tốn s d ng ph
ng pháp A và ph
ng vây
ng pháp B.................................... 69
B ng 3.12. So sánh l c d c c a sàn t ng h m khi tính tốn s d ng
ph
ng pháp A và ph
ng pháp B....................................................................... 70
B ng 3.13. Mô t đ a ch t (cơng trình Petroland Tower).................................... 72
B ng 3.14. T ng h p thông s đ a ch t s d ng ph
ng pháp A trong mơ hình
Morh-Coulomb (cơng trình Petroland Tower)..................................................... 77
B ng 3.15. T ng h p thông s đ a ch t s d ng ph
ng pháp A trong mơ hình
Morh-Coulomb (cơng trình Petroland Tower)..................................................... 78
-xvi-
B ng 3.16. T ng h p thông s đ a ch t s d ng ph
ng pháp A trong mơ hình
Morh-Coulomb (cơng trình Petroland Tower)..................................................... 79
B ng 3.17. Thơng s đ u vào t
ng vây h đào D800 ........................................ 80
B ng 3.18. Thông s đ u vào c a thanh ch ng ................................................... 80
B ng 3.19. Thông s đ u vào sàn BTCT t ng h m.............................................. 81
B ng 3.20. Mô ph ng các giai đo n thi công h đào (cơng trình
Petroland Tower) ................................................................................................. 82
B ng 3.21. So sánh chuy n v ngang và mô men u n l n nh t c a t
khi tính tốn s d ng ph
ng pháp A, B và phân tích ng
ng vây
c . ............................ 89
B ng 3.22. So sánh l c d c c a sàn t ng h m khi tính tốn s d ng ph
ph
ng pháp A và ph
ng
ng pháp B ...................................................................... 90
-1-
M
1.
U
tv nđ
R t nhi u v n
cơng trình t ịi h i s hi u bi t tr ng thái ng su t bi n
d ng c a t. V i m c ích này, nh ng miêu t và nh ng mơ hình tốn h c ã
c
phát tri n t các lý thuy t àn h i và lý thuy t d o c i n. Tuy nhiên, t khác m t
cách rõ r t so v i nh ng v t li u xây d ng khác (nh thép ho c bê tơng) do tính phân
tán và tính r ng v n có c a chúng. Do s thay i t i tr ng bên ngoài và s thốt n c
kh i t s có s thay i áng k c v th tích và
m.
ch t, c ng
và các
c tr ng bi n d ng, t t c
u b thay i không ph c h i nên nh ng thay i gia t i
ti p theo th c ra ã tác ng lên m t lo i t khác.
Các cơng trình h ào sâu có nh h ng l n n chuy n v
t n n, ch y u là
xây chen trong nh ng khu dân c hi n h u. Vi c thi công các h ào sâu r t ph c t p,
là s t ng h p c a nhi u y u t . Hi n nay, có khơng ít cơng trình h ào sâu g p s c
và gây ra h u qu h t s c nghiêm tr ng cho các công trình lân c n do nh h ng c a
vi c l a ch n thông s
u vào cho bài tốn thi t k . Th i gian thi cơng h ào di n ra
trong th i gian vài tháng, ó là th i gian ng n ch a
n c trong t thốt ra và c
k t hồn tồn. ó là bài tốn th ng phân tích tr ng thái t c th i (hay nói khác i
chính là tr ng thái khơng thốt n c).
Ph ng pháp ph n t h u h n
c bi t n nh là m t ph ng pháp s
c
s d ng d báo n nh và bi n d ng c a t n n. u i m c a ph ng pháp này là
ng x c a t có th mơ ph ng t ng i chính xác và h p lý trong q trình thi
cơng. Do ó, mơ hình àn h i - d o lý t ng Mohr - Coulomb th ng
c s d ng vì
tính n gi n c a nó và các thơng s
t có th d àng thu
c t phịng thí nghi m.
Cho n nay v h ng này, trên th gi i ã có nhi u tác gi nghiên c u nh
Prof. Minna Karstunen [1] và Prof. Wong Kai Sin [2] phân tích nghiên c u thơng s
t khơng thốt n c, mơ hình ng x khơng thốt n c Plaxis, tác gi ã s d ng mơ
hình Mohr - Coulomb nghiên c u các ph ng pháp (A, B, C)
phân tích n nh và
bi n d ng c a h ào trong i u ki n t quá c k t (OC) và t c k t th ng (NC).
Tác gi A.J. Whittle & R.V. Davies, (2006) [3] ánh giá các y u t nh h ng n
thi t k h ch ng h ào sâu, và các bài báo, t p chí có liên quan xung quanh các v n
trên. Các k t qu c a các nhà nghiên c u trên ã
c báo cáo, th o lu n r t nhi u
trong các H i th o Qu c t chuyên ngành và
c ông o các nhà t v n s d ng
nhi u trong vi c hi u lo i t, tr ng thái t, lo i cơng trình thi t k c a cơng trình
l a ch n ph ng pháp thích h p tr c khi phân tích b ng mơ hình PTHH.
-2-
Xu t phát t nh ng yêu c u th c t nêu trên và k th a các k t qu nghiên c u
c a các tác gi trên th gi i, tác gi ã ti p c n
tài: “Nghiên c u đánh giá các
thơng s thích h p trong phân tích khơng thốt n c c a h đào, s d ng
ph ng pháp A, B và C trong Plaxis” và tác gi ch n ph ng pháp ph n t h u h n
so sánh k t qu .
ph n m m Plaxis phân tích và k t h p s li u quan tr c th c t
2. M c đích nghiên c u
M c ích nghiên c u chính c a
tài này là ánh giá nh h ng c a các
ph ng pháp phân tích n chuy n v ngang, mô men c a t ng vây và l c ch ng c a
sàn t ng h m cho c hai lo i t c k t th ng và t quá c k t. N i dung nghiên c u
c th t p trung vào các y u t nh h ng sau:
nh h
ng c a các ph
ng pháp
n chuy n v ngang c a t
nh h
ng c a các ph
ng pháp
n mô men c a t
ng vây.
ng vây.
nh h ng c a các ph ng pháp n n i l c c a sàn t ng h m trong ph
thi công semi - topdown, top - down.
ng
So sánh s khác nhau gi a các ph ng pháp khi s d ng tính tốn thi t k h
ào sâu.
Ngồi ra tác gi cịn phân tích s khác nhau gi a các ph ng pháp khi tính tốn
ph
ng pháp B, C có s c ch ng c t cu tính t c’, ’.
T nh ng phân tích trên ây, tác gi
a ra các báo cáo, xác nh d báo m c
n nh và bi n d ng c a h ào sâu gi a các ph ng pháp. Nh ng báo cáo k t qu
trên ây có th áp d ng cho các cơng trình có quy mơ và a ch t t ng t .
3. Ý ngh a và giá tr th c ti n c a đ tài
H th ng t ng h p các ki n th c c b n liên quan v h ào.
tài này giúp cho ng i thi t k có thêm m t c s lý lu n chính xác h n
trong vi c tính tốn thi t k bi n pháp thi công t ng h m.
a ra b thông s phù h p v i i u ki n lo i t và lo i cơng trình thi t k .
So sánh k t qu tính tốn có
c t vi c s d ng ph n m m ki m ch ng v i
c ph ng pháp tính úng
k t qu quan tr c th c t t i hi n tr ng. T ó, l a ch n
n cho các cơng trình có tính ch t t ng t .
4. N i dung nghiên c u
Lu n v n này trình bày ng d ng các ph ng pháp A, B, C trong mô hình t
Mohr - Coulomb phân tích k t qu nh h ng n n nh và bi n d ng c a h ào
trên t c k t th ng (NC) và t quá c k t (OC). T ó xác nh d báo m c
chuy n v ngang, mô men u n c a t ng vây và n i l c c a sàn t ng h m, c ng nh so
-3-
sánh k t qu nh h ng gi a các ph ng pháp nh m a ra khuy n ngh v tính h p lý
khi áp d ng các ph ng pháp thi t k h ào sâu.
t nh ng m c tiêu nghiên c u ã
c c p trên thì nh ng v n sau s
c c p và th c hi n:
c i m c a cơng trình h
Nh ng y u t
ào.
nh h
ng
n n i l c và bi n d ng c a h
M t s cơng trình h
ào
Vi t Nam và trên th gi i.
ào.
Xây d ng c s lý thuy t v ng su t có hi u khơng thốt n c. Phân tích ng
su t có hi u khơng thốt n c v i các thơng s
b n có hi u (ph ng pháp
A).
Phân tích ng su t có hi u khơng thốt n
thốt n c (ph ng pháp B).
Phân tích ng su t t ng khơng thốt n
(ph ng pháp C).
c v i các thông s
b n không
c v i các thông s khơng thốt n
c
Mơ ph ng h ào b ng ph n m m Plaxis b ng các b thông s khác nhau c a
các ph ng pháp, so sánh k t qu v n nh và bi n d ng c a h ào v i s
li u quan tr c th c t .
Báo cáo k t qu và rút ra k t lu n, ki n ngh .
5. Ph
ng pháp nghiên c u
th c hi n các m c tiêu nghiên c u trên ây, tác gi l a ch n ph ng pháp
nghiên c u nh sau:
1. Ph ng pháp ph n t h u h n ph n m m Plaxis.
2. Quan tr c hi n tr ng : Ghi nh n chuy n v c a k t c u thành h ào.
3. Mô ph ng : s d ng ph n m m Plaxis
phân tích n nh và bi n d ng
c a h ào trong q trình thi cơng.
6. D ki n k t qu nghiên c u
Tr
-
ng h p đ i v i đ t quá c k t (OC)
Chuy n v ngang và mô men u n t ng vây khi s d ng thi t k ph ng
pháp A cho k t qu g n sát v i th c t h n so v i ph ng pháp B và C.
L c ch ng sàn t ng h m c a ph ng pháp B và C l n h n ph ng pháp A.
Ph ng pháp B và C có chuy n v ngang và mơ men u n x p x g n b ng
nhau.
Khuy n ngh s d ng ph ng pháp A cho t t t ho c t quá c k t (OC).
-4-
-
-
-
i v i đ t sét c k t th ng (NC)
Tr ng h p t sét y u thì ph ng pháp A s
c bi t không úng. Ph ng
pháp này ánh giá s c ch ng c t v t quá s c ch ng c t c a t th c. i u này
d n n k t qu n nh và bi n d ng c a h ào nh h n so v i th c t .
phân tích bài tốn phân tích ng x
Khuy n ngh s d ng ph ng pháp B
khơng thốt n c cho h ào sâu cho cơng trình có a ch t có l p t sét y u
dày c k t th ng (NC).
S d ng ph ng pháp B có k t qu chuy n v ngang và mô men u n c a t ng
vây l n h n so v i th c t kho ng 10%-15%.
Ph ng pháp B có thơng s
n gi n vì d thí nghi m.
Theo vịng trịn Mohr ánh giá s c ch ng c t khơng thốt n
c (bi n d ng
ph ng) thì hồn tồn có th tính Cu theo c', ', và ki m tra khi tính tốn ph
pháp B, C s d ng Cu này có k t qu ra t
ng t so v i ph
ng
ng pháp A.
7. H n ch đ tài
Ch t p trung nghiên c u nh h ng trong ph m vi s d ng mơ hình MorhCoulomb.
Ch a nghiên c u, s s ng các thơng s t thí nghi m hi n tr ng, c ng nh s
d ng chúng
mô ph ng các bài tốn tính ê, p t n n
ng…mà thích h p cho
các bài tốn phân tích khơng thoát n c.
Ch a so sánh các ph ng pháp A, B, và C v i các mơ hình t khác.
-5-
CH
T NG QUAN V N
1.1.
NG I
V H
ÀO SÂU
c đi m c a cơng trình h đào sâu
Cơng trình h ào sâu là m t lo i công vi c t m th i, s d tr v an tồn có
th là t ng i nh nh ng l i có liên quan v i tính a ph ng, i u ki n a ch t c a
m i vùng khác nhau thì c i m c ng khác nhau. Cơng trình h ào sâu là m t khoa
t á, v k t c u và k thu t thi công; là m t lo i
h c an xen gi a các khoa h c v
cơng trình mà h th ng ch u nh h ng an xen c a nhi u nhân t ph c t p; và là
ngành khoa h c k thu t t ng h p còn ch phát tri n v m t lý lu n.
Do h ào sâu là lo i cơng trình có giá thành cao, kh i l ng công vi c l n, là
tr ng i m tranh giành c a các n v thi cơng, l i vì k thu t ph c t p, ph m vi nh
h ng r ng, nhi u nhân t bi n i, s c hay x y ra, là m t khâu khó v m t k thu t,
có tính tranh ch p trong cơng trình xây d ng. ng th i c ng là tr ng i m h th p
giá thành và b o m ch t l ng cơng trình.
Cơng trình h ào sâu ang phát tri n theo xu h ng
sâu l n, di n tích r ng,
có cái chi u dài, chi u r ng t t i h n tr m mét, quy mơ cơng trình c ng ngày càng
t ng lên.
Theo à phát tri n c i t o các thành ph c , các cơng trình cao t ng, siêu cao
t ng ch y u c a các thành ph l i th ng t p trung nh ng khu t nh h p, m t
xây d ng l n, dân c ông úc, giao thông chen l n, i u ki n
thi cơng cơng trình
h ào sâu u r t kém. Lân c n công trình th ng có các cơng trình xây d ng v nh
c an tồn, khơng th ào có
c u, các cơng trình l ch s , ngh thu t b t bu c ph i
mái d c, yêu c u i v i vi c n nh và kh ng ch chuy n d ch r t nghiêm ng t.
Tính ch t c a t á th ng bi n i trong kho ng khá r ng, i u ki n n d u
c a a ch t và tính ph c t p, tính khơng ng u c a i u ki n a ch t th y v n
th ng làm cho s li u kh o sát có tính phân tán l n, khó i di n
c cho tình hình
t ng th c a các t ng t, h n n a, tính chính xác c ng t ng i th p, t ng thêm khó
kh n cho thi t k và thi cơng cơng trình h ào sâu.
ào h ào sâu trong i u ki n t y u, m c n c ng m cao và các i u ki n
hi n tr ng ph c t p khác r t d sinh ra tr t l kh i t, m t n nh h ào sâu, thân
c c b chuy n d ch v trí, áy h tr i lên, k t c u ch n gi b rò n c nghiêm tr ng
ho c b ch y t … làm h h i h ào sâu, uy hi p nghiêm tr ng các cơng trình xây
d ng, các cơng trình ng m và
ng ng xung quanh.
Cơng trình h ào sâu bao g m nhi u khâu có quan h ch t ch v i nhau nh
ch n t, ch ng gi , ng n n c, h m c n c, ào t… trong ó, m t khâu nào ó
-6-
th t b i s d n n c công trình b
v .
Vi c thi cơng h ào sâu các hi n tr ng lân c n nh óng c c, h n c
ng m, ào t … u có th sinh ra nh ng nh h ng ho c kh ng ch l n nhau, t ng
thêm các nhân t
có th gây ra s c .
Cơng trình h ào sâu có giá thành khá cao, nh ng l i ch có tính t m th i nên
th ng là khơng mu n u t chi phí nhi u. Nh ng n u x y ra s c thì x lí s vơ
cùng khó kh n, gây ra t n th t l n v kinh t và nh h ng nghiêm tr ng v m t xã
h i.
Cơng trình h ào sâu có chu kì thi cơng dài, t khi ào t cho n khi hoàn
thành toàn b các cơng trình kín khu t ng m d i m t t ph i tr i qua nhi u l n m a
to, nhi u l n ch t t i, ch n ng, thi cơng có sai ph m v.v… tính ng u nhiên c a m c
an tồn t ng i l n, s c x y ra th ng là t bi n.
1.2. Nh ng y u t
nh h
ng đ n n i l c và bi n d ng c a h đào
-
S thay i tr ng thái ng su t trong h ào.
Kích th c h ào.
M c n c ng m.
ng su t ban u trong t.
c ng c a h ch ng .
Tác ng c a vi c gia t i tr c.
Ngoài các ngun nhân chính trên, cịn có nh ng y u t khác c ng nh h
n chuy n v c a t quanh h ào, ch ng h n nh bi n pháp thi công…
ng
1.3. M t s công trình h đào trên th gi i và Vi t Nam
Trong nh ng n m g n ây n c ta, t i các thành ph l n nh Hà N i, Thành
ph H Chí Minh b t u s d ng các t ng h m d i các nhà cao t ng v i h móng
sâu có chi u sâu n 17m và chi u sâu c a t ng n trên 40m.
V n
c t lõi th c s c n quan tâm là : thi t k , thi công k t c u ch n gi h
móng sâu và cơng ngh ào thích h p, c ng nh v n
an tồn mơi tr ng và khơng
gây nh h ng n các cơng trình xung quanh.
D i ây là m t s cơng trình tiêu bi u có s d ng t ng vây:
Tr S V n Phòng Làm Vi c Báo Thanh Niên - Thành Ph H Chí Minh
Cơng trình t a l c t i s 268 - 270
ng Nguy n ình Chi u, ph ng 6, qu n 3,
TP.HCM: g m 12 t ng l u, 2 t ng h m, có h móng sâu n 12.7m. Di n tích t xây
d ng 23m*24.5m. M t b ng xây d ng ch t h p. Khu đất xây d ng giáp
ng
Nguy n ình Chi u, l gi i 20m (lòng
ng r ng 9m, v a hè r ng 5.5m). V trí khu
t cách
ng Cách M ng Tháng Tám kho ng 160m theo h ng Tây Nam, và cách
-7-
ng Bà Huy n Thanh Quan kho ng 70m theo h ng ông B c, thu n ti n cho ti p
c n cơng trình và l u thơng k t n i v i các khu v c trung tâm qu n 1, qu n 3.
Hình 1.1. Thi cơng t
ng d n
Hình 1.2. L p đ t l ng thép
T ng vây dài 20m, bi n pháp thi công t ng d n và l p t l ng thép th hi n
Hình 1.1 và Hình 1.2. Các module panel liên k t v i nhau t o thành h t ng khép kín.
Kích th c c a m t module panel là: 0.6m*2.8m*20m.
D án Vinamilk Tower - Thành Ph H Chí Minh
V i di n tích t 2.475 m2, t ng di n tích sàn xây d ng h n 19.500 m2 v i 2
t ng h m và 14 t ng cao t i lô C6A – 02 P. Tân Phú, Q.7, Tp.HCM, thu c Khu ô th
Phú M H ng. Kh i công t ngày 05-01-2009, sau 8 tháng thi cơng, Coteccons ã
hồn thành tr c ti n
ph n h m c a cơng trình
c ánh giá là r t khó kh n. Do
n m trong khu v c a ch t t y u, ti m n nhi u r i ro, ng th i ph n t bên c nh
cơng trình c ng ang tri n khai 3 t ng h m c a d án Petro Tower. T ng h m c a
công trình có t ng chi u sâu là 8.6m, bi n pháp thi công ào t b ng ph ng pháp
Bottom-up nh Hình 1.3, h t ng vây
c ch n gi b ng các module panel liên k t
v i nhau t o thành h t ng khép kín. Kích th c c a m t module panel là:
0.8mx2.8mx27m.