Nghiên cứu ứng dụng neo đất cho thi công hầm nhà cao tầng tại thành phố hạ long (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
----------------------------------

NGUYỄN NGỌC LINH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NEO ĐẤT CHO THI CÔNG
HẦM NHÀ CAO TẦNG TẠI THÀNH PHỐ HẠ LONG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KĨ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
----------------------------------

NGUYỄN NGỌC LINH
kho¸ 2016 - 2018

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NEO ĐẤT CHO THI CÔNG
HẦM NHÀ CAO TẦNG TẠI THÀNH PHỐ HẠ LONG

Chuyên ngành: Kĩ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN NGỌC THANH

Hà Nội – 2018


LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với TS. Nguyễn Ngọc
Thanh đã định hướng khoa học, liên tục quan tâm, tận tình giúp đỡ, hướng
dẫn, cung cấp tài liệu và đưa ra nhiều ý kiến quý báu cũng như tạo điều kiện
thuận lợi, động viên tác giả trong quá trình thực hiện luận văn.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo, các cán bộ Khoa Sau đại
học, Khoa Xây dựng và đặc biệt là các thầy, cô giáo giảng dạy Bộ môn Địa
kỹ thuật - Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội cùng các bạn đồng nghiệp đã
giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình trong quá trình hoàn thành luận văn này.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Ngọc Linh


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa
học độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là

trung thực và có nguồn gốc rõ ràng.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Ngọc Linh


MỤC LỤC

Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng, biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU
*

Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 1

*

Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 2

*

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 2

*

Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 2

*

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 2

*

Cấu trúc luận văn ......................................................................................... 3

NỘI DUNG
Chương 1. Tổng quan chung về neo đất và việc sử dụng neo đất trong thi
công hầm các công trình xây dựng .................................................................. 4
1.1. Một số khái niệm về neo đất .................................................................. 4
1.2. Phân loại neo và phạm vi áp dụng ....................................................... 10
1.2.1. Phân loại neo theo thời gian sử dụng ................................................ 10
1.2.2. Phân loại neo theo hình dạng và sự làm việc..................................... 12
1.2.3. Phân loại neo tùy theo mục đích sử dụng .......................................... 15
1.2.4. Phân loại theo công nghệ thi công neo khoan ................................... 16
1.2.5. Phân loại theo trạng thái ứng suất lắp đặt ban đầu............................. 21
1.3. Khái quát điều kiện địa hình và địa chất công trình tai Thành phố Hạ
Long, tỉnh Quảng Ninh............................................................................... 22
1.3.1. Vị trí địa lý ....................................................................................... 22
1.3.2. Điều kiện địa hình ............................................................................ 22


1.3.3. Điều kiện khí hậu ............................................................................. 23
1.3.4. Khái quát về đặc điểm địa chất khu vực............................................ 24
1.3.5. Đặc điểm về địa tầng địa chất khu vực.............................................. 25
1.4. Thực trạng áp dụng neo đất trong xây dựng các công trình xây dựng tại
thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh ......................................................... 28
Chương 2. Cơ sở lý thuyết tính toán neo đất ................................................ 32

2.1. Các khái niệm về áp lực đất lên tường chắn ......................................... 32
2.2. Tính toán, thiết kế neo đất ................................................................... 51
2.3. Ứng dụng phương pháp mô hình số trong tính toán neo kết hợp tường
chắn trong ổn định hố đào sâu .................................................................... 61
Chương 3. Ứng dụng neo đất trong thi công hầm chung cư 33 tầng LIDECO
- Thành phố Hạ Long ..................................................................................... 69
3.1. Khái quát về vị trí, đặc điểm công trình và địa tầng ............................. 69
3.1.1. Khái quát về vị trí, đặc điểm công trình ............................................ 69
3.1.2. Đặc điểm địa tầng ............................................................................. 69
3.2. Kiểm tra khả năng chịu lực của tường cọc khoan nhồi kết hợp neo ..... 88
3.2.1. Mô hình bài toán tường cọc khoan nhồi kết hợp neo......................... 88
3.2.2.Kết quả chuyển vị trong tường vây........................................................ 92
3.2.3. Kiểm tra khả năng chịu lực của neo ...................................................... 93
3.3. Một vài nhận xét và đánh giá về điều kiện kinh tế kỹ thuật .................. 97
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận.................................................................................................... 100
Kiến nghị ................................................................................................. 101


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Số hiệu

Tên bảng

bảng

Trang

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 2

71

Bảng 3.2 Cácchỉtiêucơlýcủalớp 3a

73

Bảng 3.3 Cácchỉtiêucơlýcủalớp 3b

75

Bảng 3.4 Chi tiếtvềbềdàylớpvàgiátrị SPT củalớp 4a

77

Bảng 3.5 Kếtquảphântíchmộtsốphầnđávụn

78

Bảng 3.6 Mộtsốchỉtiêucơlýđácủalớp 4

80

Bảng 3.7 Chi tiếtvềbềdàylớpvàgiátrị SPT củalớp 4b

81

Bảng 3.8 Mộtsốchỉtiêuphântíchcủaphầnđávỡvụncủalớp 4b

81

Bảng 3.9 Mộtsốchỉtiêucơlýcủalớpđácátkết 4c

83

Bảng
3.10

Chi tiếtvềbềdàylớpvàgiátrị SPT củalớp 5

Bảng

Mộtsốchỉtiêucủaphầnđávỡthànhđấtmangtínhthamkhảocủalớp

3.11

5

Bảng
3.12
Bảng
3.13
Bảng
3.14
Bảng
3.15
Bảng
3.16

84

85

Thôngsốđầuvàomôhìnhnền

90

Thôngsốmôhìnhtườngchắnđấtbằngcọckhoannhồiliêntục

91

ThôngsốmôhìnhneotrongPlaxis

91

Hệsốmởrộngcủađườngkínhlỗkhoantrongphầnbầu neo

94

Tínhtoánlực neo theođộbềnnềnđất

95


Bảng
3.17

Tínhtoánlực neo theođộbềncủacáp (ASTM416)

95

1

MỞ ĐẦU
* Lý do chọn đề tài
Trong vài thập kỷ trở lại đây, sự xuất hiện và sử dụng công nghệ neo
trong đất trong công trình xây dựng khá đa dạng như tăng cường ổn định mái
đất, tường chắn, móng mố cầu treo, ổn định đê đập, ụ tàu, ổn định, vòm
hầm,....
Ở Việt Nam, neo được sử dụng chủ yếu vào việc ổn định sườn dốc, gia
cố vỏ hầm trong các công trình xây dựng giao thông hay như là chống đỡ
trong thi công hầm nhà cao tầng trong xây dựng dân dụng và công nghiệp tại
các thành phố lớn như TP. Hà Nội hay TP. Hồ Chí Minh và đã có những
thành công bước đầu cũng như mang lại hiệu quả kinh tế cao trong khoảng 20
năm trở lại đây.
Thành phố Hạ Long với đặc điểm là thành phố ven biển với tiềm năng
rất lớn về ngành dịch vụ du lịch, khoáng sản. Trong khoảng 10 năm trở lại
đây, các công trình xây dựng không ngừng phát triển cả về số lượng, lẫn quy
mô trong đó có việc xây dựng các công trình giao thông, các công trình xây
dựng công nghiệp lớn như các nhà máy nhiệt điện và các nhà cao tầng với số
lượng hầm ngày một tăng. Hơn thế nữa, với đặc điểm về địa hình và địa tầng
khá phức tạp ở cửa biển và đồi núi phong hóa mạnh nên việc thi công hầm
gặp nhiều khó khăn và đòi hỏi các giải pháp chống đỡ kỹ lưỡng để đảm bảo
an toàn và hữu hiệu. Một trong những giải pháp phục vụ thi công hầm nhà cao
tầng mà ta kể tới là giải pháp neo kết hợp với tường chắn nhằm ổn định thi
công hố đào và tăng nhanh tốc độ thi công cũng như tiết kiệm các chi phí cho
chủ đầu tư. Vì vậy, tác giả lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp là “Nghiên cứu
ứng dụng neo đất cho thi công hầm nhà cao tầng tại thành phố Hạ Long”.

2

* Mục đích nghiên cứu
Đề xuất cơ sở khoa học cho việc sử dụng neo trong đất vào việc ổn
định tường chắn cho hầm nhà cao tầng tại thành phố Hạ Long, nơi có điều
kiện địa chất phức tạp với cấu trúc địa tầng ven biển và đồi núi, nền đất bị
phong hóa mạnh dễ xảy ra hiện tượng trượt gây mất ổn định cho công trình.
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: các neo đất, các loại địa hình, địa tầng tại một số
khu vực thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, hầm của các nhà cao tầng hay
của các công trình xây dựng công nghiệp.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết tính toán và áp dụng neo đất
cho các công trình xây dựng tại thành phố Hạ Long với việc chủ yếu tập trung
cho việc xây dựng các hầm nhà công trình cao tầng.
* Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết : Thu thập, nghiên cứu, vận dụng tài liệu và kinh
nghiệm trong và ngoài nước.
- Phương pháp thống kê với việc thu thập các tài liệu địa chất công
trình địa chất thủy văn tại một số khu vực thuộc tỉnh Quảng Ninh.
- Phương pháp chuyên gia: Tham vấn và hỏi ý kiến các chuyên gia, các
Thầy giáo chuyên ngành Địa Kỹ Thuật.
- Phương pháp mô hình hóa với việc sử dụng phần mềm chuyên ngành
Địa Kỹ Thuật ( Plaxis, Geo5...).
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: nghiên cứu, đề xuất các giải pháp thi công hợp lý
trong thi công hầm nhà cao tầng tại thành phố Hạ Long.


3

Ý nghĩa thực tiễn: Hoàn thiện các phương án thi công tầng hầm tối ưu
dành cho điều kiện địa chất riêng biệt tại thành phố Hạ Long. Đem lại sự hiệu
quả trong thi công và tiết kiệm chi phí thi công công trình.
* Cấu trúc luận văn
Ngoài các phần Mở đầu, kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo và
Phụ lục, nội dung chính của Luận văn gồm ba chương:
Chương 1: Tổng quan chung về neo đất và việc sử dụng neo đất trong
thi công hầm các công trình xây dựng.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán neo đất.
Chương 3: Ứng dụng neo đất trong thi công hầm chung cư 33 tầng
LIDECO - Thành phố Hạ Long.


THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN


100

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết Luận
- Nội dung đề tài đã giới thiệu phương pháp tính toán và phạm vi áp dụng
của một số loại neo đất phổ biến cũng như giải pháp tường chắn ổn định hố đào và

giải pháp cọc khoan nhồi kết hợp neo đất.
- Phân tích được phạm vi ứng dụng cọc khoan nhồi kết hợp neo đất với hố
đào sâu và địa tầng khác nhau tại khu vực Hạ Long.
- Chỉ ra phương pháp tính toán tường chắn đất nói chung và tường cọc khoan
nhồi kết hợp với neo đất nói riêng.
- Với việc sử dụng cọc khoan nhồi kết hợp neo đất hoặc cọc khoan nhồi kết
hợp neo đất cho phép đẩy nhanh tiến độ, giảm ảnh hưởng đến công trình lân cận và
đây là một trong những giải pháp hữu hiệu nếu điều kiện đất nền cho phép.
- Đề tài đã đánh giá và chỉ ra khoảng cách bố trí đặt neo cho kết quả hợp
hiểu quả về truyền lực và tiết kiệm về kinh tế nhất.
- Tính toán lực căng của neo theo TA-95 là có tính thực tiễn, phù hợp với
đặc thù tính toán neo đất tại khu vực Hạ Long nói riêng và công nghệ bơm vữa thi
công với việc bơm vữa 2 lần, lần 2 với áp lực cao qua ống "T.A.M" áp dụng cho
công trình thực tế cho thấy kết quả tính toán và thực tiễn là phù hợp, có tính an toàn
cao.
- Chỉ ra ta có thể sử dụng mô hình hóa tường chắn đất và thanh neo cho kết
quả chấp nhận được. Việc mô hình neo theo mô hình phần tử "embedded row pile"
có xét tới yếu tố 3D là hợp lý. Kết quả quan trắc thực tế cho thấy chuyển vị thực tế
nhỏ hơn các giá trị dự tính theo các bước đào, điều này cho thấy có sự khác biệt
đáng kể giữa các mô hình tính toán, cũng như trong các tính toán hiện nay thiên về
an toàn do ta có kể tới các yếu tố chiết giảm sức kháng của đất.


101

Kiến Nghị
- Cần có các nghiên cứu chuyên sâu về địa tầng, địa chất từng địa điểm cụ thể
các phường xã để có thể cho một kết quả tính toán neo đất để thi công hầm nhà cao
tầng có các địa phương.
- Nội dung đề tài chỉ nghiên cứu, tính toán ứng dụng thi công neo đất cho hầm

nhà cao tầng khu vực thành phố Hạ Long.
- Thực tế ứng dụng giải pháp cọc khoan nhồi kết hợp neo đất tại Hạ Long và
các đơn vị thi công theo phương pháp này là chưa nhiều. Từ các ưu điểm của giải
pháp tác giả kiến nghị các đơn vị thiết kế, cơ quan quản lý nhà nước ưu tiên sử dụng
phương pháp này lựa chọn biện pháp ổn định hố đào sâu trong thi công hầm nhà
cao tầng.


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Số hiệu hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1

Các ứng dụng của thanh neo

5

Hình 1.2

Cáchbốtrí neo trongcôngtrìnhhốmóng

5

Hình 1.3

Cấutạocơbảncủaneođất

6

Hình 1.4

Neo bằngthépcườngđộcao

8

Hình 1.5

Cápsửdụng neo

9

Hình 1.6

Cấu tạo cơ bản của neo vĩnh cửu

10

Hình 1.7

Phân loại neo trong đất

12

Hình 1.8

Neo trọnglực

13

Hình 1.9

Neo bản

13

Hình 1.10

Neo hìnhtrụ

14

Hình 1.11

Neo ổnđịnhmáidốc

15

Hình 1.12

Hình neo tườngchắn

15

Hình 1.13

Neo códạng IRP

15

Hình 1.14

Neo cóphunvữatạobầutrongđất

15

Hình 1.15

Sơđồgiacốtườngchắnbằngneohìnhtrụ

16

Hình 1.16

Sơđồđầuneocódầunở

17

Hình 1.17

Hìnhdángbềngoàicủaphầnlàmviệccủađầuneonở

18

Hình 1.18

Neo phụt

19

Hình 1.19

So sánhhailoạithanh neo

21


Hình 1.20

Hình 1.21

Hình 1.22

Ảnh thi công neo đất công trình nhiệt điện Mông
Dương 2
Thi công 2 tầng hầm tại công trình Lideco Quảng
Ninh
Thi công 2 tầng hầm tại công trình Ha Long dragon
bay

29

30

31

Hình 2.1

Hộpthínghiệmcắtđắt

33

Hình 2.2

Hiệuchỉnhsứckhắngcắtkhíkhôngthoátnước

34

Hình 2.3

Neo trụtrònđơngiản

34

Hình 2.4

Nguyênlýchịulựccủathanh neo

34

Hình 2.5

Quanhệgiữaáplựcvàbiếndạng

38

Hình 2.6

TrạngtháichủđộngvàbịđộngRankine

40

Hình 2.7

TínháplựcđấtchủđộngRankine

42

Hình 2.8

TínháplựcđấtbịđộngRankine

44

Hình 2.9

Lýthuyếtáplựcđất Coulomb

46

Hình 2.10

Tínháplựcđấtchủđộng Coulomb

46

Hình 2.11

Tínháplựcđấtbịđộng Coulomb

47

Hình 2.12

Sơđồtínhtoántườngtầnghầmkhông neo

48

Hình 2.13

Sơđồtínhtoántườngcó 1 hàng neo

49

Hình 2.14

Biểuđồrútgọnáplựcbêncủađấtlêntườngchắncónhiềuhàng
neo

50

Hình 2.15

Sơđồlựctácdụngvàotườngcừkhicócácneoứngsuấttrước

51

Hình 2.16

Mặtđấtbịpháhủytrượtxuống

55


Hình 2.17

Pháhủybằngmặttrượt ở tầngsâu

55

Hình 2.18

PhươngpháptườngthaythếKranz

55

Hình 2.19

Đagiáclựcvàsơđồtínhtoán

55

Hình 2.20

Sơđồkiểmtraổnđịnhthanh neo

56

Hình 2.21

Phântíchổnđịnhcácmặttrượtdạngcungtròn
Littlejohn 1970)
Phântíchổnđịnhtổngthểđểxácđịnhchiềudàitự

Hình 2.22

(theo

vàchiềudàitổngcộngcủa

neo

59

do

(theoWeatherbyvà

59

Nicholson 1982)
Hình 2.23

GiaodiệnphầnmềmPlaxis 8.5

63

Hình 2.24

ChươngtrìnhtínhPlaxis Calculation

65

Hình 3.1

Mặtcắtđiểnhình 2-2

89

Hình 3.2

Mặtbằngbốtríneođất

89

Hình 3.3

Môhìnhtổngthể

92

Hình 3.4

Chuyểnvịngangcủatườngvâyở bướcđàocuốicùng

93

Hình 3.5

Ma sátđơnvịdựkiếnqsgiữađấtnềnvàbầu neo theo

95

kếtquảthínghiệmhiệntrường
Hình 3.6
Hình 3.7

Quanhệtảitrọngvàchuyểnvị
Công nghệ bơm vữa 2 lần bằng quả Bo (parker) và ống
bơm TAM

TÀI LIỆU THAM KHẢO

97
99


Tiếng Việt
1. Trịnh Văn Cương, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Uyên (1998), Kỹ thuật nền
móng, Nhà xuất bản giáo dục.
2. Nguyễn Anh Dũng (1995), Thi công hố đào sâu, Tuyển tập khoa học công
nghệ NTC 95.
3. Nguyễn Hữu Đẩu (2000), Công nghệ mới đánh giá chất lượng cọc, Nhà
xuất bản xây dựng.
4. Đỗ Đình Đức (2002), Thi công hố đào sâu cho tầng hầm nhà cao tầng trong
đô thị Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học kiến trúc Hà Nội.

5. Nguyễn Bá Kế (2002), Thiết kế và thi công Hố móng sâu, Nhà xuất bản
xây dựng.
6. Bùi Danh Lưu, Hồ Chất (1996), Neo ổn định các công trình trong đất đá,
Hà Nội.
7. Bùi Danh Lưu (1999), Neo trong đất đá, Nhà xuất bản giao thông vận tải.
8. Nguyễn Đức Nguôn (2013), Cơ sở thiết kế và thi công công trình ngầm đô
thị, Nhà xuất bản xây dựng.
9. Nguyễn Đức Nguôn (2008), Địa kỹ thuật trong xây dựng công trình ngầm
dân dụng và công nghiệp, Nhà xuất bản xây dựng.
10. Vũ Công Ngữ, Nguyễn Anh Dũng (1995), Cơ học đất, Nhà xuất bản khoa
học kỹ thuật.
11. Phan Trường Phiệt (2001), Áp lực đất và tường chắn đất, Nhà xuất bản
xây dựng.


12. Nguyễn Ngọc Thanh, Nghiên cứu ứng dụng neo đất trong thi công hốđào
sâu, Bộ môn Địa Kỹ Thuật – Khoa Xây Dựng – Trường Đại Học Kiến Trúc
Hà Nội.
13. Vương Văn Thành, Nguyễn Đức Nguôn, Phạm Ngọc Thắng (2012), Tính
toán thực hành nền móng công trình dân dụng và công nghiệp, Nhà xuất bản
xây dựng.
14. Đoàn Thế Tường, Lê Thuận Đăng (2004), Thí nghiệm đất và nền móng
công trình, Nhà xuất bản giao thông vận tải.
Tiếng Anh
15.BS 8081-1989, British Standard Code of Practice for Ground anchorages.
16. Ngoc-Thanh NGUYEN, Phuong-Duy NGUYEN (2013), Numerical
calculation and confronting with movement monitoring data of contiguous
bored piles and ground anchors retaining system for a deep excavation, New
Technologies for Urban Safety of Mega Cities in Asia..
17. Plaxis 2D tutorial Manual Version 9.0.

18. />