Toàn Cảnh Hố Đào – Công Trình 15 Tầng, Quận 8, Tp. Hồ Chí Minh

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

Hình 1.7 – Tường cừ Larsen bị chuyển dịch – Công trình 15 tầng, Quận 8, TP. Hồ Chí Minh

Hình 1.8 – Cọc bị nghiêng lệch khi tiến hành đào đến cao độ đáy đài - Công trình 15 tầng, Quận 8, TP. Hồ Chí Minh

Hiện tượng chuyển vị ngang đầu cọc xảy ra sau khi thi công dẫn đến tọa độ các cọc thay đổi. Việc xác định chất lượng cọc và khả năng mang tải còn lại của cọc cũng như đề ra các biện pháp xử lý khắc phục và cấp thiết để giảm bớt chi phí và thời gian cũng như làm giảm bớt sự chậm trễ tiến độ thi công và tính hiệu quả của dự án. Do đó, cần phân tích đánh giá ảnh hưởng của hố đào sâu, đặc biệt công trình có lớp đất yếu dày.

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

Với sự gia tăng các trường hợp cọc bị phá hoại trong hố đào mở. Điều này xảy ra khi tiến hành thi công tác đào đất sau khi cọc được thi công. Mặc dù ở một số nước tiến hành thi công hố đào trước khi thi công cọc để đảm bảo cọc còn nguyên

vẹn, nhưng nó lại không phù hợp cho những công trình có không gian thi công hạn chế không cho phép thi công đào mở, đặc biệt là xây dựng công trình có nhiều tầng hầm. Việc thi công hố đào sâu trong đất yếu lại càng phức tạp, sự chuyển vị ngang quá mức của đất yếu sẽ gây ra phụ tải tác dụng lên các cọc. Nguồn tài liệu báo cáo về vấn đề này còn rất hạn chế.

Thasnanipan (1998) đã trình bày bốn trường hợp cọc liên kết với các công trình hố đào sâu ở Bangkok trong đất sét mềm bị phá hoại. Kiểm tra cọc bị phá hoại bằng thí nghiệm thử động biến dạng lớn (high strain dynamic load test) và cũng mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn hai chiều để dự đoán. Từ đó, tìm ra mối tương quan giữa vị trí của vết nứt và moment uốn trong cọc vượt quá moment uốn cho phép. Khi sử phương pháp phần tử hữu hạn 2D để phân tích, Thasnanipan (1998) đã sử dụng phần mềm PLAXIS 2D version 6 và sử dụng mô hình Mohr – Coulumb để mô phỏng các giai đoạn thi công hố đào, chuyển vị của đất/cọc và phân tích ứng suất uốn trong cọc cho cả bốn trường hợp. Kết quả mô hình cho thấy rằng moment uốn trong cọc do thi công hố đào lớn hơn khả năng chịu moment gây nứt cọc trong tất cả trường hợp. Kết quả phân tích được trình bày tóm tắt trong Bảng 1.1.

Hình 1.9 – Mô hình trường hợp I – Tạo mái dốc khi đào (Thasnanipan, 1998)

Hình 1.10 – Mô hình trường hợp II – Sử dụng cọc bản có chống chắn giữ hố đào (Thasnanipan, 1998)

Hình 1.11 – Mô hình trường hợp III – Sử dụng cọc bản có hai tầng chống tạm chắn giữ hố đào (Thasnanipan, 1998)

Hình 1.12 – Mô hình trường hợp IV – Sử dụng cọc bản có một tầng chống tạm chắn giữ hố đào (Thasnanipan, 1998)

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)

Trường hợp

Đường kính cọc

(m)

Hàm lượng cốt thép

(%)

Moment gây nứt

(t.m)

Moment cực hạn

(Whitney) (t.m)

Moment khi mô phỏng bằng PLAXIS 2D

(t.m)

1.0

100

86.4

109.5*

1.0

0.75

149.7

III

1.5

0.5

102

188

117.2

255.7*

0.6

0.35

6.5

9.2

13.3

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 90 trang tài liệu này.

Lưu ý:(*) moment trong cọc tại những vị trí có đắp đất ở bên ngoài tường cọc bản hoặc mái dốc.

Trong trường hợp I và III cọc tại những vị trí có đất đắp bên ngoài thì moment uốn trong cọc lớn hơn 10% và 36% khả năng chịu moment uốn cực hạn của cọc.

Trong trường hợp II thì moment uốn trong cọc gần tường cọc bản nhất và cọc ở hàng thứ 2 lớn hơn 89% và 27% khả năng chịu moment uốn cực hạn của cọc. Thí nghiệm siêu âm kiểm tra sự đồng nhất của cọc đã phát hiện vết nứt trong 35% các cọc hàng thứ nhất và thứ 2.

Trong trường hợp IV kết quả mô hình cho thấy rằng moment uốn trong cọc do quá trình thi công hố đào vượt quá khả năng chịu moment uốn cực hạn của cọc.

Từ kết quả phân tích phần tử hữu hạn (Thasnanipan, 1998) thấy rằng moment uốn lớn nhất trong cọc nằm tại vị trí tiếp giáp giữa lớp đất sét yếu và sét cứng.

Hình 1.13 – Kết quả tính toán moment uốn và chuyển vị của cọc gần tường cọc bản nhất. Trường hợp IV

Hình 1.14 – Mô hình 3D của các lớp địa chất (Kok, 2009)

Ngoài ra Kok (2009) đã trình bày nghiên cứu về một trường hợp ở phía Tây Malaysia về sự phá hoại của cọc trong hố đào mở trong đất sét biển do chuyển vị ngang của đất.Trong trường hợp này, độ dày của lớp đất sét biển rất mềm là 5m đến 7m tính từ mặt đất tự nhiên. Theo báo cáo khảo sát địa chất thì đất này có chỉ số SPT ‘N’ = 0. Móng cọc được thiết kế để chống đỡ kết cấu bên trên. Thiết kế đã không xét ảnh hưởng của hố đào mở đến cọc nên trong quá trình thi công đài cọc đã không kiểm soát được chuyển vị ngang của đất, gây moment uốn trong cọc và kết quả là một số cọc bị nứt và bị gãy. Kok (2009) đã dùng phần mềm PLAXIS 3D Foudation để phân tích ngược. Mô hình Hardening soil được dùng trong phân tích. Kết quả phân tích trong các giai đoạn đào được so sánh với khả năng chịu moment gây nứt của cọc là 20,4 kN.m (cọc ly tâm ứng suất trước có đường kính 300mm và môđun đàn hồi của bê tông cọc là 30000 MPa). Kok (2009) đã chỉ ra rằng 70% cọc trong mô hình có moment uốn dọc trục trong cọc gây ra bởi thi công hố đào đều vượt quá khả năng chịu moment uốn gây nứt cọc và kết quả là các cọc đều bị nứt. Vị trí nứt tại mặt tiếp giáp giữa lớp đất sét yếu và sét cứng.

Hình 1.15 – Bản vẽ cho thấy vịt rí gãy cọc của 2 cọc nằm liền kề hố đào (Kok, 2009)

Một số hình ảnh về nhóm cọc bị gãy được thể hiện trong hình 1.18 và hình

1.19 dưới đây:

Hình 1.16 – Hình ảnh 3 cọc bị gãy (Kok, 2009)