Ảnh hưởng của hố đào sâu nền đất yếu tới cọc chống - 1

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, chúng em xin chân thành cám ơn ban giám hiệu nhà trường Đại Học Lạc Hồng cùng quý thầy cô khoa kỹ thuật công trình đã tạo điều kiện cho chúng em được nghiên cứu khoa học.

Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Tiến sĩ Lê Trọng Nghĩa, thầy đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình và luôn quan tâm, động viên tinh thần trong thời gian thực hiện bài báo cáo nghiên cứu khoa học này. Thầy cùng với các thầy cô trong khoa kỹ thuật công trình đã truyền đạt cho chúng em hiểu được phương pháp tiếp cận và giải quyết một vấn đề một cách khoa học, đây là hành trang quý giá mà chúng em sẽ gìn giữ cho quá trình học tập và làm hành trang cho chúng em sau khi ra trường đi làm cũng như học cao hơn nữa.

Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ chúng em trong thời gian học tập và làm báo cáo nghiên cứu vừa qua.

Biên Hòa, ngày 25 tháng 11 năm 2012

Sinh viên

Có thể bạn quan tâm!

• Ảnh hưởng của hố đào sâu nền đất yếu tới cọc chống - 2
• Toàn Cảnh Hố Đào – Công Trình 15 Tầng, Quận 8, Tp. Hồ Chí Minh
• Yêu Cầu Tối Thiểu Của Mô Hình Hố Đào (Bakker, 2005)[5]

Xem toàn bộ 90 trang tài liệu này.

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh mục hình iv

Damh mục bảng vii

Tóm tắt luận vănix

MỞ ĐẦU 1

1. Tính cấp thiết của đề tài 1

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài 1

3. Ý nghĩa và giá trị thực tiễn của đề tài 2

4. Phương pháp nghiên cứu 2

5. Nội dung nghiên cứu 2

Chương 1: TỔNG QUAN 3

1.1. Sự cố cọc bị nghiêng lệch trong quá trình thi công hố đào sâu 3

1.2. Ảnh hưởng hố đào sâu đến cọc bên trong hố đào 9

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 17

2.1. Phân tích phần tử hữu hạn trong PLAXIS 17

2.1.1. PLAXIS 3D Foundation 17

2.1.2. Môhình 18

2.1.3. Tính toán 18

2.1.4. Xuất kết quả 18

2.2. Tạo mô hình 19

2.3. Chia lưới phần tử 20

2.4. Mô hình ứng xử của đất 22

2.4.1. Mô hình Mohr – Coulumb (MC) 22

2.4.2. Mô hình Hardening Soil (HS) 23

2.5. Đặc trưng vật liệu của tường vây cừ Larsen (Sheet pile wall) 26

2.6. Đặc trưng vật liệu của phần tử dầm (wailing beam) 29

2.7. Đặc trưng vật liệu của phần tử cọc (Pile) 30

2.8. Phần tử lò xo (Spring) 30

Chương 3: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA HỐ ĐÀO SÂU TRONG ĐẤT YẾU ĐẾN CỌC BÊN TRONG HỐ ĐÀO 31

3.1. Phương pháp tính toán 31

3.2. Phân tích ảnh hưởng của cọc bên trong hố đào ứng với công trình thực tế 33

3.2.1. Các đặc điểm cơ bản của công trình 33

3.2.2. Các thông số và mô hình vật liệu 37

3.2.2.1. Thông số đất sử dụng trong mô hình 37

3.2.2.2. Thông số tường cừ Larsen 37

3.2.2.3. Thông số thanh chống xiên và giằng đầu cừ Larsen 41

3.2.3. Thông số cọc sử dụng trong mô hình 41

3.2.4. Phụ tải mặt đất 44

3.2.5. Điều kiện mực nước ngầm 44

3.2.6.Phân tích ảnh hưởng của cọc bên trong hố đào ứng với trường hợp thực tế 45

3.2.6.1. Mô hình trong PLAXIS 3D Foundation 45

3.2.6.2. Kết quả tính toán 47

3.2.7. Phân tích ảnh hưởng của cọc bên trong hố đào trong trường hợp dời dần khối đất đắp ra xa 56

3.2.7.1. Mô hình trong PLAXIS 3D Foundation 56

3.2.7.2. Kết quả tính toán 58

3.2.7.3. Phân tích kết quả 60

3.3. Phân tích mở rộng xem xét ảnh hưởng của cọc bên trong hố đào trong trường hợp thay đổi chiều dài tường ứng với công trình thực tế 67

3.3.1. Mô hình trong PLAXIS 3D Foundation 68

3.3.2. Phân tích kết quả tính toán 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75

KẾT LUẬN 75

KIẾN NGHỊ 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 – Các cọc ống bị nghiêng lệch – Trạm phân phối xi măng Hiệp Phước 3

Hình 1.2 – Toàn cảnh sự cố các cọc ống bị nghiêng lệch và gãy Cao ốc Phường Thảo Điền, Quận 2, TP. Hồ Chí Minh 4

Hình 1.3 – Sự cố cọc bị nghiêng lệch – Nhà máy xử lý nước thải Bình Chánh 4

Hình 1.4 – Sự cố các cọc ống bị nghiêng lệch và gãy – Cao ốc Khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng, Quận 7, TP. Hồ Chí Minh 5

Hình 1.5 – Công trình móng trụ cầu sử dụng cọc ống bê tông ly tâm ứng suất trước 6

Hình 1.6 – Công trình 13 tầng tại Khu Phú Mỹ Hưng, Quận 7, TP. Hồ Chí Minh ... 7 Hình 1.7 – Khu vực cọc bị nghiêng lệch – Công trình 13 tầng Khu đô thị mới Phú

Mỹ Hưng, Quận 7, TP. Hồ Chí Minh 7

Hình 1.8 – Toàn cảnh hố đào – công trình 15 tầng, Quận 8, TP. Hồ Chí Minh 8

Hình 1.9 – Tường cừ Larsen bị chuyển dịch – Công trình 15 tầng, Quận 8, TP. Hồ Chí Minh 8

Hình 1.10 – Cọc bị nghiêng lệch khi tiến hành đào đến cao độ đáy đài - Công trình 15 tầng, Quận 8, TP. Hồ Chí Minh 9

Hình 1.11 – Mô hình trường hợp I – Tạo mái dốc khi đào (Thasnanipan, 1998) 11

Hình 1.12 – Mô hình trường hợp II – Sử dụng cọc bản có chống chắn giữ hố đào (Thasnanipan, 1998) 11

Hình 1.13 – Mô hình trường hợp III – Sử dụng cọc bản có hai tầng chống tạm chắn giữ hố đào (Thasnanipan, 1998) 11

Hình 1.14 – Mô hình trường hợp IV – Sử dụng cọc bản có một tầng chống tạm chắn giữ hố đào (Thasnanipan, 1998) 12

Hình 1.15 – Kết quả tính toán mômen uốn và chuyển vị của cọc gần tường cọc bản nhất. Trường hợp IV 13

Hình 1.16 – Mô hình 3D của các lớp địa chất (Kok, 2009) 14

Hình 1.17 – Bản vẽ cho thấy vịt trí gãy cọc của 2 cọc nằm liền kề hố đào (Kok, 2009) 15

Hình 1.18 – Hình ảnh nhóm 3 cọc bị gãy (Kok, 2009) 15

Hình 1.19 – Hình ảnh nhóm 6 cọc bị gãy (Kok, 2009) 16

Hình 2.1 – Yêu cầu tối thiểu của mô hình hố đào (Bakker, 2005)[8] 20

Hình 2.2 – Các phần tử và nút trong một mô hình 2D. Mỗi nút có hai bậc tự do, được mô tả bởi các mũi tên trong hình nhỏ hơn, (Wiberg, 1974)[7] 20

Hình 2.3 – Các bước phân tích phần tử hữu hạn (Wiberg, 1974)[7] 21

Hình 2.4 – Kết quả chuyển vị với số nút tăng dần trong mô hình 3D, (Hannes và Daniel, 2010) 22

Hình 2.5 – Mô hình dẻo lý tưởng 23

Hình 2.6 – Xác định Eo và E50qua thí nghiệm nén 3 trục thoát nước 23

Hình 2.7 – Xác định E50ref qua thí nghiệm nén 3 trục thoát nước 25

Hình 2.8 – Xác định Eoedrefqua thí nghiệm nén cố kết (Oedometer) 26

Hình 2.9 – Hệ trục địa phương của phần tử tường và các đại lượng khác 26

Hình 2.10 – Các đại lượng chính của tường cừ Larsen 27

Hình 2.11 – Thông số cơ bản của tường cừ Larsen 28

Hình 2.12 – Hệ trục địa phương của phần tử dầm 29

Hình 3.1 – Quy trình phân tích 32

Hình 3.2 – Mặt bằng tổng thể thi công hố đào 34

Hình 3.3 – Mặt bằng thi công hố đào 35

Hình 3.4 – Chi tiết cáp neo đầu cừ 36

Hình 3.5 – Mặt cắt sau khi thi công cọc và tường cừ Larsen 36

Hình 3.6 – Mặt cắt sau khi thi công đào đến độ sâu -1,8m so với MĐTN 36

Hình 3.7 – Mặt cắt sau khi thi công đào đến độ sâu -3,8m so với MĐTN 37

Hình 3.8 – Chi tiết chống xiên trong hầm và neo cáp ngoài hầm 37

Hình 3.9 – Mô hình 3D của các lớp địa chất 38

Hình 3.10 – Kích thước cừ Larsen loại IV 38

Hình 3.11 – Chuyển vị tại các giai đoạn thi công đào của cọc rỗng và cọc đặc 42

Hình 3.12 – Kết quả chuyển vị của cọc rỗng và cọc đặc có độ cứng tương đương..43 Hình 3.13 – Mặt bằng vị trí khối đất. 44

Hình 3.14 – Mặt bằng mô hình trong phân tích phần tử hữu hạn 44

Hình 3.15 – a) Chia lưới 2D; 45

b) Chia lưới 3D; 45

Hình 3.16 – Mô hình cọc, tường và hệ neo 46

Hình 3.17 – Các giai đoạn thi công đào 46

Hình 3.18 – Biến dạng của hố đào khi đào đến cao độ -3,8 so với MĐTN 47

Hình 3.19 – Vùng biến biến dạng dẻo 47

Hình 3.20 – a) Chuyển vị của cọc khi đào đến cao độ -1,8m; 48

b) Chuyển vị của cọc khi đào đến cao độ -3,8m; 48

Hình 3.21 – a) Moment của cọc khi đào đến cao độ -1,8m; 48

b) Moment của cọc khi đào đến cao độ -3,8m; 48

Hình 3.22 – Mặt bằng cọc được sử dụng trong phân tích so sánh 49

Hình 3.23 – Biểu đồ chuyển vị lớn nhất của các cọc theo các giai đoạn thi công đào đất 50

Hình 3.24 – Biểu đồ moment uốn lớn nhất trong các cọc theo giai đoạn thi công ...51 Hình 3.25 – Mặt bằng nhóm cọc sử dụng phân tích 52

Hình 3.26 – Kết quả chuyển vị ngang của cọc so với quan trắc hiện trường 53

Hình 3.27– Đồ thị biểu diễn đường cong quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất của cọc và khoảng cách từ cọc đến tường theo chiều sâu lớn nhất hố đào 54

Hình 3.28 – Các trường hợp chia lưới 2D; 56

Hình 3.29 – Các trường hợp chia lưới 3D; 57

Hình 3.30 – Các trường hợp chuyển vị; 58

Hình 3.31 – Các trường hợp moment uốn 59

Hình 3.32a – Biểu đồ thể hiện hình dáng chuyển vị ngang của cọc trong các trường hợp dời khối đất đắp ra xa và trường hợp không có khối đất đắp khi đào -1,8m 60

Hình 3.32b – Biểu đồ so sánh kết quả chuyển vị ngang lớn nhất của cọc trong các trường hợp dời khối đất đắp ra xa và trường hợp không có khối đất đắp khi đào -1,8m 61

Hình 3.33a – Biểu đồ thể hiện hình dáng chuyển vị ngang của cọc trong các trường hợp dời khối đất đắp ra xa và trường hợp không có khối đất đắp khi đào -3,8m 62

Hình 3.33b – Biểu đồ so sánh kết quả chuyển vị ngang lớn nhất của cọc trong các trường hợp dời khối đất đắp ra xa và trường hợp không có khối đất đắp khi đào -3,8m 63

Hình 3.34 – Biểu đồ so sánh kết quả moment uốn của cọc trong các trường hợp dời khối đất đắp ra xa hố đào và moment kháng uốn của cọc 65

Hình 3.35 – Biểu đồ so sánh kết quả moment uốn của cọc trong các trường hợp dời khối đất đắp ra xa và moment kháng của cọc 66

Hình 3.36 – Mặt cắt hố đào của công trình thực tế 68

Hình 3.37 – Mô hình cọc và tường cừ Larsen có chiều sâu thay đổi 68

Hình 3.38 – Biểu đồ thể hiện hình dáng chuyển vị ngang của cọc trong các trường hợp tăng chiều sâu tường chắn 69

Hình 3.39 – Biểu đồ so sánh kết quả chuyển vị ngang lớn nhất của cọc trong các trường hợp tăng chiều sâu tường chắn 70

Hình 3.40 – Biểu đồ thể hiện hình dáng chuyển vị ngang của cọc trong các trường hợp tăng chiều sâu tường chắn 71

Hình 3.41 – Biểu đồ so sánh kết quả chuyển vị ngang lớn nhất của cọc trong các trường hợp tăng chiều sâu tường chắn 71

Hình 3.42 – Biểu đồ moment uốn lớn nhất của cọc trong các trường hợp tăng chiều sâu tường chắn 72

Hình 3.43 – Đồ thị biểu diễn đường cong quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất của cọc và khoảng cách từ cọc đến tường theo chiều sâu lớn nhất hố đào. 73

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 – Khả năng chịu moment của cọc và moment gây ra trong cọc gần biên hố đào do thi công hố đào (Thasnanipan, 1998) 12

Bảng 2.1 – Đặc trưng vật liệu đất trong mô hình Mohr – Coulumb 23

Bảng 2.2 – Đặc trưng vật liệu đất trong mô hình Hardening Soil 25

Bảng 2.3 – Đặc trưng vật liệu của tường cừ Larsen với ứng xử đàn hồi tuyến tính . 27 Bảng 2.4 – Đặc trưng vật liệu của dầm (wailing beam) 29

Bảng 2.5 – Đặc trưng vật liệu của cọc 30

Bảng 3.1 – Các thông số của cừ Larsen từ nhà sản xuất 38

Bảng 3.2 – Thông số đất nền sử dụng mô hình Mohr – Coulomb (MC) 39

Bảng 3.3 – Thông số cừ Larsen FSP – IV dùng trong mô hình 40

Bảng 3.4 – Đặc trưng vật liệu của thanh chống xiên và gằng đầu cừ 41

Bảng 3.5 – Đặc trưng vật liệu của cọc sử dụng trong mô hình 43

Bảng 3.6 – Moment uốn lớn nhất của cọc từ mô hình phần tử hữu hạn 3D và kết quả kiểm tra độ đồng nhất của cọc bằng phương pháp biến dạng nhỏ (PIT).. 51