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

- Từ hình 3.33a ta thấy trường hợp thực tế thì cọc có chuyển vị lớn nhất tại đỉnh cọc, càng dời khối đất đắp ra xa thì cọc có xu thế bị uốn cong tại vị trí dưới chân tường chắn gần giống với trường hợp bố trí khối đất đắp xung quanh hố đào.

-Từ hình 3.33b ta thấy trong giai đoạn đào này cọc chuyển vị rất lớn, chuyển vị lớn nhất của cọc trong trường hợp khối đất cách tường 3H (theo trường hợp thực tế, H≈4m là chiều sâu hố đào) của các cọc 150, cọc 151, coc 153 và cọc 154 lần lượt có giá trị là 93,4cm;83,4cm; 54,9cm và 48,6cm. Trong lần xét khối đất tại vị trí cách xa tường chắn 5H thì chuyển vị giảm xuống rất nhiều, giá trị lớn nhất chỉ còn 21,6cm nhưng giá trị này vẫn còn cao. Chúng ta tiếp tục xét đến khối đất đắp tại các vị trí 7H, 9H, 11H, 13H thì giá trị chuyển vị của cọc tiếp tục giảm xuống và khi xét tại vị trí 15H thì giá trị chuyền vị xấp xỉ với trường hợp không xét đến khối đất đắp xung quanh hố đào.

b) Phân tích moment trong cọc

Giai đoạn 1: Đào đất đến cao độ -1,8m (so với MĐTN):

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 90 trang tài liệu này.

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

Trong giai đoạn này ta thấy nội lực trong cọc phát sinh không lớn, moment uốn lớn nhất của cọc trong trường hợp khối đất cách tường 3H (theo trường hợp thực tế, H≈4m là chiều sâu hố đào) của các cọc 150, cọc 151, coc 153 và cọc 154 lần lượt có giá trị là 38,1kN.m; 39,7kN.m; 40,2kN.m và 42,1 kN.m nên vẫn còn nhỏ hơn moment kháng uốn của cọc (Mcr=166,8kN). Khi xét các trường hợp dời khối đất đắp ra xa dần hố đào 15H (tức là cách tường chắn 60m) thì moment của cọc giảm xuống không đáng kể và giá trị lúc này xấp xỉ bằng giá trị moment của cọc khi không xét tới khối đất đắp xung quanh hố đào.

Giai đoạn 2: Đào đất đến cao độ -3,8m (so với MĐTN):

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

Trong giai đoạn này ta thấy nội lực trong cọc phát sinh rất lớn, moment uốn lớn nhất của cọc trong trường hợp khối đất cách tường 3H (theo trường hợp thực tế, H≈4m là chiều sâu hố đào) của các cọc 150, cọc 151, coc 153 và cọc 154 lần lượt có giá trị 489,9kN.m; 453,3kN.m; 147,9kN.m và 156,5 kN.m, giá trị này hầu như xấp xỉ và vượt qua moment kháng uốn của cọc 166,8kN.m (chiếm 294%) làm cho các cọc bị phá hoại. Nhưng khi trường hơp khối đất đặt cách tường chắn là 5H thì giá trị moment uốn trong cọc giảm xuống rất đột ngột chỉ còn khoảng 41,5% moment kháng uốn của cọc. Khi xét các trường hợp dời khối đất đắp ra xa dần hố đào 15H (tức là cách tường chắn 60m) thì moment của cọc giảm xuống không đáng kể và giá trị lúc này xấp xỉ bằng giá trị moment của cọc khi không xét tới khối đất đắp xung quanh hố đào.

Kết luận:

 Việc di chuyển khối đất đắp ra xa hố đào sẽ làm giảm ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả chuyển vị và moment uốn của cọc bên trong hố đào:

+ Chuyển vị giảm xuống 4 lần khi dời khối đất từ 3H lên 5H.

+ Moment giảm xuống 7 lần khi dời khối đất từ 3H lên 5H. (H là chiều sâu lớn nhất của hố đào)

 Phạm vi ảnh hưởng lớn nhất của khối đất đắp đến chuyển vị và moment uốn của cọc bên trong hố đào khoảng 5H và sự ảnh hưởng nhỏ thì kéo dài trong phạm vi rất lớn khoảng 15H.

 Việc phân tích này sẽ giúp ích cho việc bố trí vật liệu, máy móc thiết bị…với một khoảng cách hợp lý nhất để giảm ảnh hưởng đến công trình.

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

Trong phần này chúng ta tiến hành mô phỏng các bài toán ứng với chiều sâu tường cừ khác nhau (tức là thay đổi chiều dài ngàm tường X). Nhằm mục đích xem xét khả năng tăng chiều sâu ngàm tường để giảm chuyển vị và moment của cọc bên trong hố đào có hiệu quả hay không.

Theo số liệu công trình thực tế thì tường cừ Larsen có chiều dài là 6m. Ta tiến hành mô phỏng thêm các trường hợp chiều dài tường cừ Larsen có sự thay đổi thành 9m và 12m, từ đó xét chuyển vị và moment của cọc trong từng trường hợp.

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

3.3.1. Mô hình trong PLAXIS 3D Foundation

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

a) Tường dài 6m; b) Tường dài 9m; c) Tường dài 12m;

3.3.2. Phân tích kết quả tính toán

Từ kết quả tính toán của PLAXIS 3D Foundation ta vẽ được các biểu đồ chuyển vị ngang lớn nhất và moment uốn lớn nhất của cọc với khoảng cách cọc đến tường khác nhau khi thay đổi chiều sâu tường lần lượt là 6m; 9m và 12m.

Tương tự chọn hàng cọc như Hình 3.25 để phân tích. Từ bảng kết quả chuyển vị của cọc trong PLAXIS ta vẽ được biểu đồ chuyển vị ngang và moment uốn của hàng cọc (số 150, 153, 155, 158) với khoảng cách từ tim cọc đến tường theo từng giai đoạn thi công.

a) Phân tích chuyển vị của cọc

Giai đoạn 1: Đào đất đến cao độ -1,8m (so với MĐTN):

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

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

Từ Hình 3.38 khi ta tăng chiều sâu tường thì chuyển vị ngang của cọc giảm rất nhỏ các cọc có xu thế bị uốn cong và dịch chuyển ngang. Giá trị của cọc càng giảm khi khoảng các từ cọc đến tường tăng. Khi tăng chiều sâu tường thì giá trị chuyển vị không giảm..

Giai đoạn 2: Đào đất đến cao độ -3,8m (so với MĐTN):

Từ Hình 3.39 ta thấy khi tăng chiều dài ngàm tường từ 6m lên 9m thì chuyển vị ngang của cọc giảm xuống rất lớn (giảm xuống chỉ còn 36,75% của giá trị chuyển vị của tường sâu 6m khi ta xét cọc gần tường 150) nhưng nếu chúng ta tiếp tục tăng lên 12m thì chuyển vị sẽ giảm thêm không đáng kể (giảm xuống còn 36,4% của giá trị chuyển vị của tường sâu 6m khi ta xét cọc gần tường 150). Sự chênh lệch của giá trị chuyển vị giữa chiều sâu tường 9m và 12m thì rất nhỏ. Tương tự các cọc xa tường thì giá trị chuyển vị giữa chiều sâu tường 9m và 12m giảm nhiều hơn nhưng không đáng kể. Khi tường dài 6m thì các cọc có chuyển vị lớn nhất tại đỉnh cọc, càng tăng chiều sâu tường thì các cọc xa tường (cọc 155, cọc 158) có xu thế bị uốn cong chuyển vị lớn nhất của cọc di chuyển sâu xuống dưới so với cao độ MĐTN.

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

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.