Phân Tích Ảnh Hưởng Của Cọc Bên Trong Hố Đào Ứng Với Công Trình Thực Tế

Kích thước

- Hố đào

- Hệ thanh chống

- Khoảng cách cọc đến hố đào

- Cọc

Thông số

- Đất

- Tường

- Thanh chống

- Cọc

Tạo

mô hình hình học

Vật liệu

Điều kiện biên

Chia lưới 2D và 3D

Thiết lập ứng suất ban đầu

Đất

Biến dạng đất nền

Tường chắn

- Chuyển vị ngang

- Moment uốn

Cọc

- Chuyển vị ngang

- Moment uốn

Kích hoạt cọc

Kích hoạt tường chắn

Đào và kích hoạt thanh chống

Dữ liệu đầu vào

Tính toán

Xuất kết quả

Hình 3.1 – Quy trình phân tích

Thể hiện trong hình 3.1, PLAXIS có ba phần chính: đầu vào, tính toán và đầu ra. Đầu vào nói chung bao gồm 5 giai đoạn: tạo mô hình, vật liệu đầu vào, điều kiện biên, chia lưới phần tử 2D và 3D và sự tạo ra ứng suất ban đầu. Tạo mô hình hình học yêu cầu kích thước của hố đào, hệ chống đỡ, khoảng cách giữa hố đào và cọc. Số liệu đầu vào cần phải biết về thông số của đất, tường chắn đất, hệ thống chống đỡ và cọc. Tính toán là một quá trình gồm: xác định các bước thi công như kích hoạt cọc và tường vây, tiến hành đào và lắp đặt thanh chống. Phần xuất kết quả là quá trình sau cùng nó sẽ cho chúng ta những kết quả ứng xử của mô hình.Trong nghiên cứu này chúng ta cần biết về độ lún bền mặt của đất, chuyển vị ngang của tường, moment trong tường, chuyển vị ngang của cọc và moment trong cọc, chúng được coi là các đặc trưng quan trọng được quan tâm trong thiết kế.

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

3.2.1. Các đặc điểm cơ bản của công trình

Công trình Khu dân cư 15 tầng, Quận 8 – TP. Hồ Chí Minh có quy mô 15 tầng và 1 tầng hầm. Công trình sử dụng móng cọc ống bê tông ly tâm ứng suất trước để chống đỡ kết cấu bên trên. Cừ Larsen loại IV dài 6,0m được dùng để chắn giữ hố đào trong quá trình thi công tầng hầm. Hố đào có kích thước 52,4m×33,9m, thi công bằng biện pháp đào mở.

Các bước thi công:

Bước 1:Thi công ép cọc ống bê tông ly tâm ứng suất trước đường kính 600mm (gồm 3 đoạn, mỗi đoạn dài 12m).

Bước 2: Thi công tường cừ Larsen.

Bước 3: Đào đất đến cao độ -1,8m (so với mặt đất tự nhiên (MĐTN). Đào đến đâu tiến hành giằng đầu cừ đến đó. Vận chuyển đất đi qua lô đất khác.

Bước 4: Đào đất đến cao độ đáy đài là -3,8m (so vớiMĐTN) để thi công đài móng. Tiến hành đồng thời đào rãnh và mương thoát nước. Đóng cừ neo và thi công chống xiên.

Hình 3.2 – Mặt bằng tổng thể thi công hố đào

Hình 3.3 – Mặt bằng thi công hố đào

Hình 3.4 – Chi tiết cáp neo đầu cừ

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

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

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

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

3.2.2. Các thông số và mô hình vật liệu

3.2.2.1. Thông số đất sử dụng trong mô hình

Dựa trên cơ sở hồ sơ khảo sát địa chất công trình tác giả tiến hành phân tích và lựa chọn các thông số bền và biến dạng của nền đất để mô phỏng bài toàn hố đào trong chương trình PLAXIS 3D Foundation.

3.2.2.2. Thông số tường cừ Larsen

Hệ tường cừ Larsen FSP – IV được thi công bằng búa rung được đóng tới cao độ -5,35m (so với MĐTN). Dựa vào thông số kỹ thuật từ nhà sản xuất của cừ

Larsen FSP – IV ta tiến hành tính toán các thông số của tường trong mô phỏng bằng phần mềm PLAXIS 3D Foundation .

Đất đắp, dày 1m

Bùn sét trạng thái chảy, dày 25m

SPT N = 0

Bùn sét xen lẫn thấu kính cát trạng thái dẻo, dày 8,5m

SPT N = 3

Cát mịn trạng thái chặt vừa, dày 13,9m

SPT N = 17

Sét trạng thái cứng, dày >11,6m

SPT N = 49

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

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

FSP - IV

Diện tích mặt cắt ngang cm2	Khối lượng/m kg/m	Moment quán tính cm4	Mô đun đàn hồi cm3
Trên m tường	242,5	190	38600	2270

Thông số	Ký hiệu	Đất đắp	Lớp 1 Bùn sét – Trạng thái chảy	Lớp 2 Bùn sét xen kẹp thấu kính cát – Trạng thái dẻo chảy	Lớp 3 Cát – Trạng thái chặt vừa	Lớp 4 Sét – Trạng thái cứng	Đơn vị
Chiều dày	-	1,0	25	8,5	13,9	11,6	m
Mô hình vật liệu	Model	MC	MC	MC	MC	MC	-
Ứng xử của vật liệu	Type	Drained	Undrained	Undrained	Drained	Undrained	-
Dung trọng tự nhiên	(unsat.)	18	14.5	16.6	19.5	20.5	kN/m3
Dung trọng bão hòa	(sat.)	18	14.5	16.6	19.5	20.5	kN/m3
Hệ số thấm	kx=ky=kz	8.64e-2	8.64e-6	8.64E-5	8.64E-3	8.64E-6	m/ngà y
Môđunđàn hồi	Eref	10000	2500	6500	26000	74000	kN/m2
Hệ số Poisson	’	0.25	0.33	0.3	0.25	0.25	-
Lực dính	c’/cu	0.1	9	11	3	52	kN/m2
Góc nội ma sát	/u	28	4	6	28	18	o
Góc giãn nở		0	0	0	0	0	o
Hệ số giảm ứng suất tiếp xúc	Rinter	1	1	1	1	1	-