Nghiên cứu mối tương quan chuyển vị của tường vây với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp SemiTop Down ở khu vực Quận 3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DƯƠNG MINH THUẬN

NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN CHUYỂN VỊ CỦA
TƯỜNG VÂY VỚI BỀ DÀY VÀ CHIỀU SÂU TƯỜNG VÂY
PHỤC VỤ THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SEMI - TOP DOWN Ở KHU VỰC QUẬN 3 - TP.HCM
Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng
Mã số: 60580211

LUẬN VẪN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, Tháng 6 năm 2019


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Lê Trọng Nghĩa
Cán bộ chấm nhận xét 1 :

TS. Nguyễn Việt Tuấn

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

TS. Đỗ Thanh Hải

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. HCM ngày 03 tháng 07 năm
2019.

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. Võ Phán
2. PGS. TS. Trần Thị Thanh
3. PGS. TS. Bùi Trường Sơn
4. TS. Nguyễn Việt Tuấn
5. TS. Đỗ Thanh Hải
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi
luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS. TS. Võ Phán

TRƯỞNG KHOA


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Dương Minh Thuận
Ngày, tháng, năm sinh: 20/10/1991
Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng
I.

MSHV: 1670655

Nơi sinh: Long An
Mã số: 60580211

TÊN ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu mối tương quan chuyển vị của tường vây với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ
thi công hố đào sâu bằng phương pháp semi-top down ở khu vực Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
-

-

Thu thập số liệu đầu vào cho các mô hình (địa chất, kết cấu và biện pháp thi công,..) của các công
trình trong vùng nghiên cứu, thu thập số liệu quan trắc thực tế của các công trình trên để có thể so
sánh và phân tích ngược.
Phân tích tổng hợp số liệu và mô phỏng vào phần mềm.
Phân tích đánh giá số liệu thu được để lập tương quan giữa chuyển vị và bề dày tương ứng.
Đưa ra một biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị và bề dày tường vây tương ứng với các chiều dài khác
nhau.

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 20/8/2018
IV.

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 2/6/2019

V.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS. Lê Trọng Nghĩa

Tp. HCM, ngày . . . . tháng.. . . năm 20.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS. Lê Trọng Nghĩa

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS. TS. Lê Bá Vinh

TRƯỞNG KHOA XÂY DỰNG


LỜI CẢM ƠN
Quá trình học tập là một quảng thời gian dài. Trong suốt những năm thảng ấy, tôi cũng
như bao học viên khác đã trãi qua bao khỏ khăn gian khổ mà nếu không có sự quan tâm, nâng đỡ
từ gia đình, thầy cô, bạn bè thì thật khó mà vượt qua những thử thách ấy để có ngày trở thành
những Thạc Sỹ được dùng những kiến thức của mình để giúp ích cho xã hội.
Lời cảm on đầu tiên tôi xin được dành cho gia đình tôi. Gia đình là noi nương tựa vững
chắc, là nơi để tôi hướng về sự an ửỉ,động viên những khi gặp khó khăn, trắc trở. Trước những sự
nâng đỡ ẩy mà tôi luôn vững vàng trước mọi khó khăn và cố gắng học tập để mong rằng mình sẽ
trở thành một con người thành đạt.
Em xin cảm ơn thầy cô của trường, khoa Xây Dựng - Bộ Môn Địa Cơ Nen Mỏng đã truyền
đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báo trong thời gian qua. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lê
Trọng Nghĩa đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt đề tài này
Em xin chân thành cảm ơn các anh, chị bên Công ty Hòa Bình và Công Ty Thái Dương Hệ
đã cung cấp cho em những số liệu hữu ỉch để em có thể hoấn thành đề tài này mật cách thuận lợi.

Tp. HCM, ngày.... tháng.. . . năm 20 ..........
Tác giả luận văn

Dưimg Minh Thuận

TÓM TẮT LUẬN VĂN
TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu mối tương quan chuyển vị của tường vây với bề dày và chiều sâu
tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp semi- topdown ở khu vực Quận 3, Thành
phố Hồ Chí Minh {Research on the relationship between horizotal dỉsplaceent of daỉphragm wall with
thickness and depth of diaphragm wall for deep excavation using semi-topdown construction method
in District 3, Ho Chi Minh city).
TÓM TẮT: Đề tài tập trung nghiên cứu mối quan hệ của chuyển vị tường vây với bề dày
tường vây ứng với các độ sâu khác nhau. Sử dụng các số liệu quan trắc của các công trình đã thi công
để phân tích ngược tìm bộ thông số phù hợp cho địa tầng khu vực nghiên cứu. Chạy mô hình mô phỏng
các trường hợp khác nhau của bề dày và chiều sâu tường vây để lập các đồ thị, bảng tra. Từ các kết đồ
thị này các kỹ sư có thể tham khảo trong quá trình lập biện pháp thi công các công trình hố đào sâu ở
khu vực Quận 3, TP.HCM một cách an toàn và hiệu quả.
ABSTRACT: This topic focuses on research the relationship of diaphragm wall horizontal
displacement with the thickness of the diaphragm wall corresponding to different depths. Using
monitoring data of the constructed works for back analysis to find suitable parameters for soil of the
research area. Running the model Plaxis to simulate different cases thickness and depth of the
diaphragm wall to create graphs and lookup tables. From these graphs, engineers can refer to the
process of design construction methods for deep excavation works safely and effectively in District 3,
HCMC.



Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................................. iv

PHẦN MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
1.1

Tính cấp thiết của đề tài:...................................................................................................... 1

1.2

Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu: ......................................................................................... 1

1.3

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ...................................................................................... 1

1.4

Nội dung nghiên cứu: .......................................................................................................... 1

1.5

Hướng kết quả nghiên cứu:.................................................................................................. 2

1.6

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

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG BARRETTE VÀ PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC.. 3
1.1

Giới thiệu về tường Barrette ................................................................................................ 3

1.1.1

Khái niêm về tường Barratte ....................................................................................... 3

1.1.2

Vật liệu chủ yếu làm tường Barrette ............................................................................ 3

1.1.3

Khi chọn chiều dày của tường barette thường căn cứ vào các yếu tố :..

1.1.4

Những ưu điểm khi sử dụng tường barrett cho tường tầng hầm:................................. 4

1.1.5

Những điếm còn chưa đạt khi sử dụng tường barrett cho tường tầng hầm:

1.2

3

4

Lựa chọn tường Barrette cho tầng hầm nhà cao tầng .......................................................... 5

1.2.1

Do nhu cầu sử dụng ..................................................................................................... 5

1.2.2

về mặt kết cấu .............................................................................................................. 5

1.2.3

về nền móng................................................................................................................. 5

1.2.4

về an ninh quốc phòng ................................................................................................. 5

1.3

Nguyên tắc thiết kế tường Barrette ...................................................................................... 6

1.4

Đặc điểm thiết kế của kết cấu tường Barrette ...................................................................... 6

1.5

Công nghệ thi công tường Barrette [4] ............................................................................... 7

1.5.1

Đào hố tường Barrette (panen) đầu tiên ...................................................................... 7

1.5.2 Hạ lồng cốt thép, đặt gioãng chống thấm và đo bê tông cho tường
Barrette (panen) đầu tiên .......................................................................................................... 7
1.5.3 Đào tấm tường Barrette tiếp theo (panen 2)và tháo bộ gá lắp gioãng
chống thấm ............................................................................................................................... 7
1.5.4 Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đố bê tông cho tấm tường (panen 2) tiếp
theo
HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

8
i


Luận Văn Thạc Sỹ
1.6

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CHUYÊN VỊ NGANG TƯỜNG VÂY ......................................8
1.6.1

Deep Excavation Theory And Practice (Chang Yu-Ou) ..............................................8

1.6.2

Code Of Practice For Earth Retaining Structures (BS8002:1994) ...............................8

1.6.3

Limiting Values Of Retaining Wall Displacements And Impact To The

Adjacent Structures (Fok Et Al.) ..............................................................................................9
1.6.4
1.7

Advisory Note On Earth Retaining Or Stabilising Structures (Erss)... 10

Quan trắc chuyển vị tường vây...........................................................................................11
1.7.1

Mục đích, hạng mục của công tác quan trắc chuyển vị tường vây ........................... 11

1.7.2

Tiêu chuẩn và điều kiện áp dụng ................................................................................11

1.7.3 .......................................................................................................................
Đặc tính kỹ thuật và phương pháp thực hiện ............................................................................. 12
1.7.4

Phương pháp lắp đặt ...................................................................................................15

1.7.5

Xử lý số liệu ...............................................................................................................18

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
TRONG VIỆC PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG VÂY TRONG HỐ ĐÀO
SÂU .............................................................................................................................................20
2.1

2.2

2.3

Các thông số cơ bản trong mô hình Plaxis .........................................................................20
2.1.1

Loại vật liệu đất nền “Drained, Undrained, Non-porous” ..........................................20

2.1.2

Dung trọng không bão hoà và dung trọng bão hoà ....................................................21

2.1.3

Hệ số thấm .................................................................................................................22

2.1.4

Thông số độ cứng của đất nền ...................................................................................22

2.1.5

Thông số sức kháng cắt của đất nền ..........................................................................24

Các mô hình đất nền trong Plaxis .......................................................................................25
2.2.1

Mô hình Morh-Coulomb .......................................................................................... 25

2.2.2

Mô hình Hardening Soil........................................................................................... 29

Các phương pháp phân tích không thoát nước, thoát nước và phân tích kép

(Không thoát nước kết hợp với cố kết) và ứng dụng các phương pháp này trong việc phân tích bằng
Plaxis............................................................................................................................................35
2.3.1

Phân tích không thoát nước ........................................................................................36

2.3.2

Phân tích thoát nước ................................................................................................ 38

2.3.3

Phân tích kép (Couple Analysis)................................................................................38

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

ii


Luận Văn Thạc Sỹ
2.4

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

Tổng kết ............................................................................................................................. 39

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN LẬP TƯƠNG QUAN BỀ DÀY VÀ CHUYỂN VỊ
CỦA TƯỜNG BARETTE CHO TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG .......................................... 40
3.1 Lập mô hình mô phỏng và tính toán chuyên vị của tường vây của các công
trình ............................................................................................................................................ 41

3.2

3.1.1

Hồ sơ địa chất các công trình ................................................................................... 41

3.1.2

Thông số của kết cấu chắn giữa của các công trình ................................................... 46

3.1.3

Mô phỏng các bước thi công theo biện pháp thi công của dự án ............................. 54

Kết quả chạy mô hình và so sánh với kết quả quan trắc .................................................... 58

3.3 Chạy mô hình tìm mối tương quan giữa bề dày và chuyển vị ứng với các
chiều sâu khác nhau ..................................................................................................................... 64

3.4

3.3.1

Thông số đầu vào cho các mô hình chạy lập .............................................................. 64

3.3.2

Kết quả chạy mô hình của công trình Park Avenue ................................................... 65

3.3.3

Kết quả chạy mô hình của công trình Lim 3 Tower .................................................. 66

3.3.4

Kết quả chạy mô hình của công trình Marie Curie .................................................... 67

3.3.5

Kết quả mô phỏng có tính đến chiều sâu hố đào ....................................................... 68

Nhận xét và đánh giá kết quả ............................................................................................. 70

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 72
4.1

KẾT LUẬN: ....................................................................................................................... 72

4.2

KIẾN NGHỊ: ...................................................................................................................... 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................... 74

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

iii


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

DANH MỤC HÌNH ẢNH
•

Hình 1. 1 Bộ thu số liệu .............................................................................................................. 13
Hình 1. 2 Cách tính độ lệch khoảng cách .................................................................................... 14
Hình 1. 3 Hướng ống vách .......................................................................................................... 16
Hình 1. 4 Lắp đặt đo chuyển vị ngang trong đất ......................................................................... 16
Hình 1. 5 Vệ sinh ống DI 14 trong tường vây ............................................................................. 17
Hình 1. 6 Lắp đặt ống Casing ...................................................................................................... 17
Hình 1. 7 Ống chờ sẵn DI 14 và ống đo sau khi lắp xong........................................................... 18
Hình 2. 1 Y tưởng cơ bản của mô hình đàn dẻo lý tưởng ........................................................... 26
Hình 2. 2 Xác định Eref từ thí nghiệm 3 trục cố kết thoát nước ................................................. 28
Hình 2. 3 Xác định Eoed từ thí nghiệm nén cố kết ..................................................................... 28
Hình 2. 4 Mối quan hệ Hyperpolic giữa ứng suất lệch và biến dạng dọc trục trong thí
nghiệm 3 trục thoát nước............................................................................................................. 31
Hình 2. 5 Vùng đàn hồi của mô hình Hardening soil trong không gian ứng suất chính
.....................................................................................................................................................32
Hình 2. 6 Xác định E™Q từ thí nghiệm 3 trục thoát nước ......................................................... 33
Hình 2. 7 Xác định Er*Je từ thí nghiệm nén cố kết ..................................................................... 34
Hình 2. 8 Xác định hệ số mũ (m) từ thí nghiệm 3 trục thoát nước.............................................. 35

Hình 3. 1 Mặt cắt địa chất công trình Park Avenue .................................................................... 41
Hình 3. 2 Mặt cắt địa chất công trình Lim 3 Tower .................................................................... 43
Hình 3. 3 Mặt cắt địa chất công trình Marie Curie...................................................................... 45
Hình 3. 4 Mặt bằng tường vây công trình Park Avenue.............................................................. 47
Hình 3. 5 Thông số hình học của tường vây ............................................................................... 48
Hình 3. 6 Kích thước hình học của mặt cắt hầm công trình Park Avenue .................................. 49
Hình 3. 7 Mặt bằng tường vây công trình Lim 3 Tower ............................................................. 50
Hình 3. 8 Kích thước hình học của mặt cắt hầm công trình Lim 3 Tower .................................. 51
Hình 3. 9 Mặt bằng tường vây công trình Marie Curie ............................................................... 52
Hình 3. 10 Mặt cắt điển hình của Panel tường vây ..................................................................... 52
Hình 3.11 Kích thước hình học mặt cắt tầng hầm công trình Marie Curie ................................. 53

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

4



Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

Hình 3. 12 Sơ đồ các bước mô phỏng trong phần mềm Plaxis ...................................................54
Hình 3.13 Mô hình hố đào công trình Park Avenue được mô phỏng trong Input.......................55
Hình 3. 14 Các bước mô phỏng quá trình thi công tầng hầm công trình Park Avenue 55
Hình 3. 15 Mô hình hố đào công trình Lim 3 Tower được mô phỏng trong Input .....................56
Hình 3.16 Các bước mô phỏng quá trình thi công tầng hầm công trình Lim 3 Tower57
Hình 3. 17 Mô hình hố đào công trình Merie Curie được mô phỏng trong Input .......................58
Hình 3. 18 Các bước mô phỏng quá trình thi công tầng hầm công trình Marie Curie..58
Hình 3. 19 Sơ đồ lập khi tính toán ............................................................................................... 59

Hình 3. 20 Biểu đồ kết quả chuyển vị cua tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Par
Avenue ......................................................................................................................................... 65
Hình 3. 21 Biểu đồ kết quả chuyển vị cua tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Lim 3
Tower ........................................................................................................................................... 66
Hình 3. 22 Biểu đồ kết quả chuyển vị cua tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Merie
Curie ............................................................................................................................................. 67
Hình 3. 23 Biểu đồ kết quả chuyển vị/ chiều sâu hố đào của tường vây theo các bề dày khác nhau
công trình Par Avenue .................................................................................................................. 68
Hình 3. 24 Biểu đồ kết quả chuyển vị/ chiều sâu hố đào của tường vây theo các bề dày khác nhau
công trình Lim 3 Tower ............................................................................................................... 69
Hình 3. 25 Biểu đồ kết quả chuyển vị/ chiều sâu hố đào của tường vây theo các bề dày khác nhau
công trình Marie Curie ................................................................................................................. 70
Hình 4. 1 Biểu đồ quan hệ của chuyển vị của tường vây theo bề dày.......................................... 72

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

V



GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

Luận Văn Thạc Sỹ

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.

1 Giới hạn chuyển vị cho phép của tường chắn ........................................................ 10

Bảng 1.

2 Thông số kỹ thuật các thiết bị ................................................................................ 12

Bảng 1.

3 Hỗn hợp vữa ........................................................................................................... 18

Bảng 1.

4 Thông số tính toán .................................................................................................. 18

Bảng 3.

1 Thông số địa chất cho công

trình Park Avenue ............................................. 42

Bảng 3.

2 Thông số địa chất cho công

trình Lim 3 Tower............................................. 44

Bảng 3.

3 Thông số địa chất cho công

trình Merie Curie .............................................. 46

Bảng 3.4 Thông số đầu vào cho tường vây công trình Park Avenue ........................................... 48

Bảng 3. 5 Thông số đầu vào thanh chống công trình Park Avenue ............................................. 49
Bảng 3.

6 Thông số đầu vào cho tường vây công trình Lim 3 Tower ................................... 50

Bảng 3.

7 Thông số đầu vào cho thanh chống công trình Lim 3 Tower ............................... 51

Bảng 3.

8 Thông số đầu vào cho tường vây công trình Mari Curie ...................................... 53

Bảng 3.

9 Thông số đầu vào cho thanh chống công trình Lim 3 Tower ............................... 53

Bảng 3. 10 So sánh chuyển vị của công trình Park Avenue ........................................................ 60
Bảng 3.

11 So sánh chuyển vị của công trình Marie Curie..................................................... 61

Bảng 3.

12 So sánh chuyển vị của công trình Lim 3 Tower ................................................... 62

Bảng 3. 13 Thông số lớp đất sau khi thay đổi công trình Park Avenue ....................................... 63
Bảng 3.

14 Thông số lớp đất sau khi thay đổi công trình Lim 3

Tower ................. 63

Bảng 3.

15 Thông số lớp đất sau khi thay đổi công trình Marie

Curie .................. 64

Bảng 3. 16 Thông số của tường vây ứng với các bề dày ............................................................. 64
Bảng 3. 17 Giá trị chuyển vị max của tường vây tương ứng chiều dài và bề dày
tường vây (mm) công trình Park Avenue..................................................................................... 65
Bảng 3. 18 Giá trị chuyển vị max của tường vây tương ứng chiều dài và bề dày
tường vây (mm) công trình Lim 3 Tower .................................................................................... 66

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

vi


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

Bảng 3. 19 Giá trị chuyển vị max của tường vây tương ứng chiều dài và bề dày
tường vây (mm) công trình Merie Curie ...................................................................................... 67
Bảng 3. 20 Giá trị chuyển vị max của tường vây/ chiều sâu hố đào tương ứng
chiều dài và bề dày tường vây (mm) công trình Park Avenue ..................................................... 68
Bảng 3. 21 Giá trị chuyển vị max của tường vây/ chiều sâu hố đào tương ứng
chiều dài và bề dày tường vây (mm) công trình Lim 3 Tower .................................................... 69

Bảng 3. 22 Giá trị chuyển vị max của tường vây/ chiều sâu hố đào tương ứng
chiều dài và bề dày tường vây (mm) công trình Marie Curie ...................................................... 69

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

vii



Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

PHẦN MỞ ĐẦU
1.1

Tính cấp thiết của đề tài:
Tình hình xây dựng các cao ốc hiện tại ở TP.HCM trong các năm gần đây, một phần không

thể thiếu trong các cao ốc đó là tầng hầm. Tầng hầm là một giải pháp tối ưu để giải quyết vấn đề
đỗ xe, là nơi để các thiết bị kỹ thuật và những mục đích khác. Ngoài ra, công trình có tầng hầng
sẽ làm tăng tính ổn định cho công trình. Tường tầng hầm (Barrette) nhà cao tầng thường là tường
bê tông cốt thép đổ tại chỗ vây xung quanh công trình, chiều dày tường vây phụ thuộc vào chiều
sâu của tầng hầm và các yếu tố khác như phương pháp thi công, lực tác động lên tường việc xác
định tường có chiều dày hợp lý, tiết kiệm, đủ khả năng chịu lực và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật là
cần thiết.
1.2

Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu:

Mục đích:
- Sử dụng các số liệu quan trắc từ các công trình đã thi công để phân tích ngược tìm ra bộ
thông số đầu vào chính xác từ đó kiểm ha lại các thiết kế cho tiết kiệm hơn.
- Từ các bộ thông số chuẩn ta cho thay đổi chiều dài và độ dày tường vây (các yếu tố khác xem
như không đổi) để tìm mối tương quan giữa chiều sâu và bề dày tường vây.
Nhiệm vụ:
- Nghiên cứu áp dụng phương pháp đo đạc và xử lý số liệu quan trắc chuyển vị ngang tường vây.
- Áp dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng và phân tích các bài toán tương tự.
- Thống kê lặp mối tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây.
1.3

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu là các công trình xây dựng có tường tầng hầm tại TP.HCM.
- Phạm vi nghiên cứu: tường Barrette (tường vây)
1.4

Nội dung nghiền cứu:

- Lập mối tương quan trắc giữa chuyeetn vị với bề dày tường vây và chiều sâu tường vây
1.5

Hướng kết quả nghiên cứu:

- Phân tích kết quả lập các đồ thị tra chuyển vị của tường vây với bề dày và chiều sâu tường
vây.

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

1

Luận Văn Thạc Sỹ
1.6

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài:

- Đưa ra được cái nhìn chung về tính toán xác định tường chắn phụ vụ thi công các công trình
có tầng hầm
- Đề tài phù hợp với yêu cầu thực tế, áp dụng cho các công trình có tầng hầm, từ đó lựa chọn
phù hợp và kinh tế.
- Đưa ra được kết luận và kiến nghị phù hợp.

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

2


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG BARRETTE VÀ PHƯƠNG
PHÁP QUAN TRẮC
1.1

Giới thiệu về tường Barrette

1.1.1 Khái niêm về tường Barratte
Tường Barrette là một loại tường trong đất bằng bê tông cốt thép được đúc tại chỗ, thi công
bằng lưỡi khoan loại gầu ngoạm hình chữ nhật. Tường Barrette thường có tiết diện hình chữ nhật, có
chiều rộng từ 0,6 - l,5m, chiều dài từ 2,5-3,Om và chiều sâu từ 12-30m, cá biệt có những tường sâu
đến 100m. Các tấm tường Barrette được nối với nhau bằng roan cao su chống thấm.

1.1.2 Vật liệu chủ yếu làm tường Barrette
Tường Barrette thường làm bằng bê tông đá 1x2 mác 250&-450# (khoảng 450 kg Xi măng cho
lm3 bê tông).
Cốt thép thường sử dụng loại AI-All:
o Thép dọc thường dùng loại All.
o Thép đai thường dùng loại AI-All.

1.1.2.1 Kích thước hình học của tường Barette
Tiết diện ngang của tường thông dụng nhất là hình chữ nhật, hình chữ L. Chiều rộng của tường
phụ thuộc vào yêu cầu của công trình, chiều sâu phải đủ dài để cắm vào lớp đất tốt.

1.1.3 Khỉ chọn chiều dày của tường barette thường căn cứ vào các yếu tố :
Chiều sâu của tường chôn trong đất, chiều sâu của tường càng lớn thì áp lực đất tác dụng lên
tường càng tăng nên chiều dày của tường phải đảm bảo về khả năng chịu lực và biến dạng, thông
thường chọn như sau:
+ Công trình có 1 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 2-5m, chiều dày tường chọn từ
200-300 mm.
+ Công trình có 2 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 8-14m, chiều dày tường chọn từ
400-600 mm.
+ Công trình có 3 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 18-30m, chiều dày tường chọn
từ 600-800 mm.
+ Công trình có >= 4 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 25-40m thì chiều dày tường
chọn từ 800-1200 mm.
HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

3


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

Địa chất công trình: Những vùng có nước ngầm cao, có cát chảy, bùn chảy thì chiều dày tăng
thêm nhằm tăng khả năng chống thấm cho tường.
Thiết bị thi công khoan tạo lỗ: Bề rộng của gầu khoan thường có kích thước 400, 600,
800,1000,1200 mm
Biện pháp thi công: Biện pháp thi công tầng hầm ảnh hưởng đến chiều dày của tường, vì trong
quá trình thi công đào đất sẽ làm thay đoi sơ đồ làm việc của tường, khi đó tường làm việc theo dạng
conson, dạng conson có một thanh chống, conson nhiều thanh chống ...
Hình dáng của tường barrette:
+ Hình dạng theo chu vi của diện tích xây dựng, dạng hình vuông hay hình chữ nhật, gấp khúc
..
+ Hình dạng kích thước của tường: Tường phang hoặc tường có sườn, sườn là những thanh
thép hình chữ H, I đặt ngang hoặc thẳng đứng.

1.1.4 Những ưu điểm khỉ sử dụng tường barrett cho tường tầng hầm:
Khi sử dụng tường barrette làm tường tầng hầm thì chiều sâu tầng hầm đạt được lớn
Phương pháp thi công đơn giản, tiến độ thi công nhanh
Độ an toàn cao, tính ổn định tốt

1.1.5 Những điếm còn chưa đạt khỉ sử dụng tường barrett cho tường tầng hầm:
Giá thành xây dựng cao, vốn đầu tư ban đầu lớn.
Thiết bị thi công cồng kềnh, phức tạp.
Thời gian thi công dài.

Chất lượng bê tông sau khi đổ khó kiếm tra, kiếm soát.
Khi sảy ra sự cố khó sửa chữa khắc phục và gây hậu quả lớn.

1.2

Lựa chọn tường Barrette cho tầng hầm nhà cao tầng.

1.2.1 Do nhu cầu sử dụng
Trong nhà nhiều tầng thường có tầng hầm nên cần thiết phải làm tường Barrette cho tầng hầm
đế phục vụ nhu cầu người sử dụng trong khu nhà đó, tầng hầm thường sử dụng đế làm các chức năng
sau:
Làm kho chứa hàng hóa phục vụ người sử dụng trong ngôi nhà

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

4


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng như bế bơi, nhà hàng quán bar
Làm Gara ô tô, xe máy
Làm tầng kỹ thuật như đặt máy phát điện, khu sử lý nước thải, khu cấp nhiệt, điều hòa không
khí. ..
Các công trình như Kho bạc, Ngân hàng, Cơ quan quạn trọng của nhà nước thì tầng hầm làm
nơi cất giữ tài liệu, kho chứa vàng, kho tiền.

1.2.2 về mặt kết cấu

Khi xây dựng tầng hầm trong nhà cao tầng sẽ hạ thấp trọng tâm của công trình, làm tăn độ ổn
định tổng thế. Mặt khác tường, cột của tầng hầm sẽ
làm tăng độ ngàm của công trình vào đất, tăng khả năng chống lực ngang của gió bão, động
đất.Theo khảo sát cứ sâu một tầng hầm thì tầng hầm sẽ làm đối trọng cân đối ổn định cho 4-5 tầng
nổi.

1.2.3 về nền móng
Nhà cao tầng có tải họng lớn gây áp lực nên nền móng rất cao, khi làm tâng hầm lượng đất sẽ
được lấy bớt đi sẽ làm giảm tải cho móng, mặt khác khi đặt móng dưới sâu so với mặt đất thì cường
độ đất nền tăng lên. Khi tầng hầm nằm dưới mực nước ngầm, nước ngầm đẩy nổi công trình sẽ giảm
tải cho móng, giảm độ lún cho công trình.

1.2.4 về an ninh quốc phòng
Tại những trụ sở cơ quan tầng hầm có thể làm nơi cất giữ tài liệu quan họng, khi có sự cố chiến
tranh tầng hầm dùng làm nơi trú an của người sinh sống trong công trình.

1.3

Nguyên tắc thiết kế tường Barrette
An toàn tin cậy: Thiết kế phải đáp ứng tuyệt đối về yêu cầu cường độ, tính ổn định tổng thể

của công trình, của hệ thống kết cấu. Kết cấu phải chắc chắn biến dạng của tường không ảnh hường
đến công trình lân cận.
Tính kinh tế : Khi đảm bảo điều kiện về an toàn, tin cậy của kết cấu chắn giữ thì xác định hiệu
quả kinh tế của phương án trên cơ sở tổng hợp các yếu tố về thời gian, vật liệu, thiết bị nhân công và
bảo vệ môi trường.
Thuận lợi thi công: Khi thiết kế tường Barrette nên có hình dáng đơn giản thuận tiện cho thi
công, sủ dụng công nghệ đơn giản phù hợp với máy móc thiết bị để thi công nhanh chóng, rút ngắn
thời gian thi công đảm bảo an toàn lao động.
Tường Barrette là một bộ phận kết cấu công trình, là tường của tầng hầm. Trong giai đoạn thi

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

5


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

công tầng hầm tường (Barrette) là kết cấu chắn giữ ổn định cho hố đào, sau khi thi công xong tường
Barrette là tường của tầng hầm.

Đặc điểm thiết kế của kết cấu tường Barrette

1.4

Tính không xác định của ngoại lực: Ngoại lực tác dụng lên tường như áp lực đất chủ động, áp
lực đất bị động, tải trọng trên mặt đất xung quanh thành hố đào sẽ thay đổi, phụ thuộc vào điều kiện
thời tiết, phương pháp thi công, giai đoạn thi công.
Tính không xác định của biến dạng: Kiếm soát biến dạng là một yêu cầu quan trọng của thiết
kế tường barrette, nhưng có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng này như độ cứng của tường chắn,
cách bố trí khoảng cách thanh chống, tính chất của đất nền, cao độ của nước ngầm, phương pháp thi
công. .
Tính không xác định của đất: Tính không đồng nhất của đất nền, đất nền với nhiều tầng nhiều
lớp thay đổi phức tạp không có qui luật, hơn nữa số liệu địa chất có nhiều phương pháp xác định khác
nhau ( như thí nghiệm ngoài hiện trường, trong phòng, cắt có hoặc không thoát nước. . ) tùy theo mẫu
đất lấy ở những vị trí, giai đoạn thời gian thi công khác nhau của hố móng thì tính chất của đất cũng
thay đổi, sự tác động của đất nền lên kết cấu từ đó cũng thay đổi.
Những yếu tố ngẫu nhiên dẫn đến sự thay đổi: Những thay đổi của thời tiết, những hệ thống
chôn ngầm có sẵn trong đất ảnh hưởng đến việc thi công của hố đào.

1.5

Công nghệ thỉ công tường Barrette [4]
về cơ bản thi công tường Barrette cũng giống như thi công cọc barrette, tường Barrette gồm

những panen nối với nhau theo cạnh ngắn của tiết diện, giữa các panen có gioăng chống thấm, gioăng
chống thấm bằng cao su hoặc bằng thép hình. ..

1.5.1 Đào hố tường Barrette (panen) đầu tiên
Bước 1: dùng gàu đào thích hợp đào một phần hố đến chiều sâu thiết kế, chú ý đào đến đâu
phải kịp thời cung cấp dung dịch Bentonite đến đó cho đầy hố đào để giữ cho hố đào không bị sạt lở.
Bước 2: Đào phần hố bên cạnh cách phần hố đào đầu tiên một dải đất, làm như vậy để cung
cấp dung dịch Bentonite vào hố đào sẽ không làm thành hố đào cũ bị sạt lở.
Bước 3: Đào nốt phần còn lại (đào trong dung dịch Bentonite) để hoàn thành một hố Panen đầu
tiên theo thiết kế.

1.5.2 Hạ lồng cốt thép, đặt gỉoãng chống thấm và đo bê tông cho tường Barrette
(panen) đầu tiên
Bước 4: Hạ lồng thép vào hố đào sẵn trong dung dịch Bentonite sau đó đặt gioăng chống thấm
HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

6


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

(nhờ bộ gá lắp bằng thép chuyên dụng) vào vị trí.

Bước 5: Đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng, thu hồi dung dịch Bentonite về trạm sử lý. Bê
tông của tường Barrette thường có mác 250#- 300#. Ống đổ bê tông phải luôn chìm trong bê tông
tươi một đoạn khoảng 3m để tránh cho bê tông bị phân tầng, bị rỗ.
Bước 6: Hoàn thành đố bê tông toàn bộ tường Barrette (panen 1), khi đố bê tông nên đố cao
hơn so với thiết kế một đoạn 0,5m để sau này đập bỏ phần bê tông này đi là vừa.

1.5.3 Đào tấm tường Barrette tiếp theo (panen 2)và tháo bộ gá lắp gỉoăng chống
thấm
Bước 7: Đào một phần hố, sâu đến đáy thiết kế của tường ( đào trong
dung dịch bentonite), đào các tấm tường tiếp theo khi tấm tường trước bê tông đã ninh kết lớn
hơn 8 giờ.
Đào tiếp đến sát tấm tường (panen 1) thứ nhất.
Gỡ bộ gá lắp gioăng chống thấm bằng gàu đào khỏi cạnh tấm tường thứ 1 nhưng gioăng chống
thấm vẫn còn nằm tại vị trí tiếp xúc với tấm tường thứ 2.

1.5.4 Hạ lồng cốt thép, đặt gỉoăng chống thấm và đố bê tông cho tấm tường
(panen 2) tiếp theo.
Bước 10: Hạ lồng cốt thép xuống hố đào chứa đầy dung dịch Bentonite,
đặt bộ gá lắp cùng với gioăng chống thấm vào vị trí.
Bước 11: Đố bê tông cho tấm tường thứ 2 (panen 2) bằng phương pháp vữa dâng như tấm
tường số 1.
Bước 12: Tiếp tục đào tấm tường thứ 3 (panen 3) ở phía bên kia của tấm tường thứ 1, thực hiện
việc hạ lồng thép, đặt bộ gá cùng gioăng chống thấm và đố bê tông cho tấm tường thứ 3 giống như đã
thực hiện cho các tấm tường trước. Tiếp tục theo qui trình thi công như vậy để hoàn thành toàn bộ
tường Barrette theo như thiết kế, khi thi công cần đặt các ống âm để kiểm tra chất lượng bê tông trong
từng tấm tường.

1.6

CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CHUYỂN VỊ NGANG TƯỜNG VÂY

1.6.1 Deep Excavation Theory And Practice (Chang Yu-Ou)
Mối liên hệ giữa chiều sâu hố đào với chuyển vị ngang của tường vây trong hố đào sâu đã được
Ou và các đồng sự (1993) nghiên cứu thông qua phân tích các công trình hố đào sâu trong khu vực
HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

7


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

Đài Bắc. Theo kết quả của nghiền cứu này thì chuyển vị ngang lớn nhất trong các tường vây hố đào
sâu khoảng từ 0.2-0.5% chiều sâu hố đào ôhm = (0.2 0.5%)He.

1.6.2 Code Of Practice For Earth Retaining Structures (BS8002:1994)
Thiết kế tường chắn đất theo tiêu chuẩn Anh Quốc, BS 8002 (1994) được dựa trên nguyên lý
hạng thái tới hạn và phần lớn những phân tích sử dụng phương pháp cân bằng giới hạn. BS 8002 đã
thừa nhận rằng biến dạng của đất với 100% khả năng huy động sức kháng cắt của đất nền xung quanh
sẽ rất lớn so với biến dạng cho phép trong giai đoạn làm việc. Do đó, giá trị huy động M được đề xuất
trong cho sức kháng 17 cắt của để để thiết kế cho giai đoạn sử dụng. Với giá trị huy động này thì sự
phát sinh biến dạng trong đất sẽ được hạn chế đủ thấp để đảm bảo biến dạng trong đất nền và kết cấu
được ngăn chặn.
Đặc biệt, BS 8002 kiến nghị hệ số huy động 1.5 cho thiết kế sử dụng các thông số ứng suất
tổng và 1.2 khi sử dụng các thông số hữu hiệu nếu chuyển vị tường vây được giới hạn trong 0.5%
chiều cao tường chắn cho đất dẻo mềm hoặc chặt vừa. Hệ số huy động nên lớn hơn 1.5 cho sét với
biến dạng lớn hơn nếu chuyển vị tường được giới hạn trong 0.5% chiều cao tường chắn (xem điều
3.2.4 và 3.2.5 trong mục 3_Nguyên lý, phương pháp thiết kế và áp lực đất).
Đối với sức chống cẳt không thoát nước (giá trị huy động M=1.5):

s_ s.
_ __ ỊỊ_ _ N_
M 1.5
Đoi với sức chổng cắt hữu hiệu (giá trị huy động M=1.2):
design c’= — = ~—
ư 1.2
,

.

, tanas’ tanas'

design tan <3 = ——7— - _
M 12

1.6.3 Limiting Values Of Retaining Wall Displacements And Impact To
The Adjacent Structures (Fok Et Al.)
Trong bài báo này, Fok và những người khác đã chỉ ra 3 điểm quang trọng cần được lưu ý đối
với hệ số huy động được quy định trong BS-8002. Thứ nhất, những kiến nghị trên không chỉ định
rằng chuyển vị tường chắn phải giới hạn trong 0.5% chiều cao tường chắn. Những kiến nghị trong BS
HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

8


Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA

8002 về hệ số huy động cho đất dẻo mềm và chặt vừa đang đưa ra 1 ví dụ về phương pháp thiết kế
sức kháng cắt huy động (MSD). Theo Bolton (1993), hệ số huy động trong BS 8002 sẽ giới hạn sức
kháng cắt thiết kế của đất được huy động ứng với 1% biến dạng cắt. Đe mô tả cho mối quan hệ giữa
biến dạng của đất và chuyển vị tường chan, Bolton (1993, 1996) đã thể hiện từ những dạng hình học
do tường chắn bị xoay 1/200 tương ứng với 0.5% chiều cao tường chắn và gây ra biến dạng cắt trong
đất lên tới 1%. Do đó, quy định “chuyển vị tường chắn giới hạn trong 0.5% chiều cao tường chắn” là
1 kết quả đơn giản của việc giới hạn 1% biến dạng cắt của đất nền đối với đất dẻo mềm hoặc chặt
vừa. Thứ hai, cần phải làm rõ là chiều cao tường chắn tham khảo theo BS 8002 là chiều cao tổng cộng
của tường chắn, tức là bao gồm cả phần tường chắn đỡ và phần chân kèo sâu vào trong đất để ồn định
chân. Đã có nhiều nhầm lẫn khỉ sử dụng phần tường chắn đỡ phía trên (tương ứng chiều sâu đào đất)
để chuẩn hóa chuyển vị ngang tường chắn và chuyển vị đất nền được báo cáo frong hầu hết tổng quan
về hố đào sâu. cần phải phân biệt rõ vấn đề này khi tham chiếu dữ liệu chuyển vị đã chuẩn hóa từ BS
8002. Thứ ba, ý tưởng tường vây bị xoay như là một cơ chế phá hoại chủ yếu đối với tường consol
hoặc tường vây được chống đỡ bởi 1 hệ chống. Hệ số huy động được đề cập trong BS8002 là 1 phương
pháp đơn giản thích hợp với cơ chế phá hoại dưới dạng xoay của tường chắn consol hoặc tường chắn
cố 1 hệ chống. Cho loại tường chắn cố nhiều hệ chống tương đổi điển hình cho hố đào sâu vào thời
điểm hiện tại thì cơ chế biến dạng trở nên phức tạp và phải xem xét hình dạng chuyển vị gia tăng
tương ứng trong từng giai đoạn đào đất. Bolton cùng những người khác (2008) đã đề xuất phương
pháp sức kháng cắt huy động và đưa ra hàm lượng giác về sự phát triển biến dạng ừong trường hợp
tường chắn cố nhiều hệ chống.

1.6.4 Advisory Note On Earth Retaining Or Stabilising Structures (Erss)
Cơ quan quản lý về xây dựng (Building and Construction Authơrity_BCA), 1 tồ chức do chính
phủ Singapore thành lập, đã phát hành các quy định trong thiết kế hố đào sâu về tường chắn đất và ổn
định kết cấu vào 04/2009 dựa trên sự đánh giá và xem xét toàn diện các quy định xây dựng trong 3
năm áp dụng và thực thi trước đó. Đặc biệt ưu tiên là các quy định các ảnh hưởng đáng kể đến chi phí
cũng như tiến độ thi công mà nhận được nhiều phản hồi từ phía nhà thầu, trong đó phải kể đến giá trị
chuyển vị giới hạn cho phép của tường vây.
Bảng 1.1 Giới hạn chuyển vị chứ phép của tường chắn
Giói hạn chuyển vị ngang/

Khu virc
Trong đó
X = ldioang cách, tứ mặt hồ đào:
H = chiều, sảu ho đảo:

HVTH: DƯƠNG MINH THUẬN

VỊ trí công trình Lân cận, kết cấu và hệ thong
hạ tang
Khu vực 1
(x/H < 1)

Khu vưc 2 (1 í

Khu vực 3
(X/H > 2)

9