Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
TÍNH TOÁN CHỐNG ĐỠ HỐ ĐÀO SÂU TRONG THI CÔNG
MÓNG NHÀ NHIỀU TẦNG BẰNG TƯỜNG CỪ LARSEN HAI LỚP
Nguyễn Ngọc Thắng
Trường Đại học Thủy lợi, email: thangnn@tlu.eduvn
1. GIỚI THIỆU CHUNG đơn giản đến phức tạp. Kết quả tính của
Sử dụng cừ Larsen kết hợp văng chống là PLAXIS cho phép xác định trạng thái ứng
một trong những biện pháp chống đỡ hố đào suất - biến dạng của kết cấu tường chắn, đất
hiệu quả, chi phí thấp so với phương án nền xung quanh có xét đến tương tác giữa đất
tường bê tông cốt thép. Tuy nhiên nhược nền và kết cấu công trình ngầm [5].
điểm chính của cừ Larsen là dạng kết cấu 2.2. Các mô hình nền (MHN) trong Plaxis
tường mềm độ cứng chống uốn nhỏ; thường Mô hình nền thông dụng trong Plaxis gồm:
chỉ áp dụng cho các công trình dưới hai tầng Mô hình đàn hồi tuyến tính đẳng hướng, tuân
hầm, có chiều sâu hố móng không quá lớn, theo định luật Hooke; MH Mohr - Coulomb:
nhỏ hơn 6,0m [1, 2, 3]. Vấn đề đặt ra đối với tuân theo quy luật cơ bản đàn hồi dẻo với
những hố đào có chiều sâu lớn từ ba tầng trạng thái ứng suất của một điểm nằm trong
hầm trở lên, giải pháp cừ Larsen với các biện mặt ngưỡng là đàn hồi thuần túy, thường
pháp chống đỡ như thế nào để tăng độ cứng dùng tính toán ứng xử ở giai đoạn đầu của
cho kết cấu tường và đảm bảo ổn định hố đào nền đất [4]. Ngoài ra còn một số MHN dựa
là một vấn đề cần được phân tích đánh giá. trên lý thuyết đàn hồi dẻo để mô phỏng ứng
Trong nghiên cứu này tác giả trình bày kết xử của nền như MH Hardening Soil: sử dụng
quả phân tích tính toán mô hình số bằng phần mô đun biến dạng thứ cấp E50 mô phỏng ứng
mềm PLAXIS để khảo sát biến dạng và xử của cát, sỏi và sét quá cố kết; MH Soft
chuyển vị tường cừ Larsen trong bài toán hố Soil: dùng MH đất Cam-clay để mô phỏng
đào ba tầng hầm, có chiều sâu 9,0m bằng ứng xử của đất yếu như sét cố kết bình
phương án bố trí hai lớp tường cừ Larsen sát thường và than bùn; MH Soft Soil Creep:
nhau. Kết quả tính cho thấy việc gia tăng độ MH đất yếu có kể tới yếu tố nhớt, dùng mô
cứng của tường cừ bằng giải pháp ghép thêm phỏng ứng xử của đất yếu theo thời gian [5].
một lớp cừ là khá hiệu quả khi giảm chuyển 2.3. Cừ Larsen và thanh chống trong Plaxis
vị đỉnh tường, nhưng mô men trong tường cừ
Trong Plaxis V8.2, cừ Larsen được mô
tăng, vượt quá khả năng chịu uốn của tường.
hình hóa bằng phần tử tấm, Plates, đàn hồi
Kết luận chỉ ra rằng phương án hai lớp tường
cừ Larsen chỉ đạt được hiệu quả khi sử dụng tuyến tính. Thông số của phần tử gồm mô
kết hợp với thanh chống văng được gia tải đun đàn hồi vật liệu, độ cứng chống nén dọc
trước chủ động bằng kích thủy lực. trục, độ cứng chống uốn, hệ số Poisson. Sự
tương tác giữa tường và đất được mô phỏng
2. TÍNH CỪ LARSEN BẰNG PLAXIS bằng mặt tiếp xúc, Interfaces, dùng để mô
2.1. Giới thiệu phần mềm Plaxis hình hóa sự trượt giữa đất và kết cấu tấm.
PLAXIS là phần mềm chuyên dụng phân Thanh chống được mô hình hóa bằng phần
tích nền móng, địa kỹ thuật; mô hình phần tử tử neo, Fixed- End Anchor, dạng đàn hồi; các
xây dựng theo PP phần tử hữu hạn với việc tham số như góc nghiêng, ứng lực trước của
tích hợp một số các dạng mô hình đất nền từ thanh được thiết lập khi khai báo phần tử [5].
208
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
3. TÍNH TOÁN CỪ LARSEN HAI LỚP Bảng 1. Thông số và mô hình nền
3.1. Thiết lập bài toán tính toán cừ Larsen Lớp Lớp 3 Lớp 4 Lớp 6 Lớp 7 Đ.vị
Mô hình vật liệu MC MC MC MC -
3.1.1. Thông số địa chất
Ứng xử vật liệu Un-Dr Drained Drained Drained -
Theo “Báo cáo khảo sát địa chất công trình” Dung trọng γunsat 16.6 19.7 16.1 16.7 kN/m3
của dự án, địa tầng gồm các lớp: Dung trọng γsat 16.8 20.3 19.19 20 kN/m3
Lớp 1: Đất lấp, chiều dày 3,0m đến 4,3m. Hệ số thấm K 1.0 1.1 1.0 m/n.đ
Lớp 2: Đất sét pha, màu xám nâu, trạng Modul Eo 3150 6300 14850 23950 kN/m2
thái dẻo mềm, chiều dày 1,2m đến 2,5m. Hệ số Poison ν 0.35 0.3 0.3 0.3 -
Lớp 3: Đất sét pha, màu xám đen lẫn hữu Lực dính c 10.5 19 kN/m2
cơ, TT dẻo mềm, chiều dày từ 3,5m đến 11m. Nội ma sát φ 5.17 19.45 32.32 39.73 o
Lớp 4: Đất cát pha, màu xám vàng, trạng Hệ số tiếp xúc 0.5 0.5 0.5 0.5 -
thái dẻo, chiều dày từ 3,3m đến 5,0m.
Lớp 5: Đất sét pha, xám vàng, xám ghi, Bảng 2. Thông số cừ Larsen
trạng thái dẻo cứng, dày từ 4,8m đến 5,7m. Tên cấu kiện Thông số Giá trị Đơn vị
Lớp 6: Cát hạt mịn, xám vàng, xám ghi, Tính chất vật liệu Elastic
trạng thái chặt vừa, dày từ 16,2m đến 20,0m. Cừ Larsen IV
Độ cứng chống nén 5.1106 kN/m
Lớp 7: Cát hạt mịn - trung, xám ghi, lẫn Độ cứng chống uốn 8.1104 kN/m2/m
Hệ số Poisson 0.3
sạn, trạng thái chặt, dày từ 3,0m đến 4,0m.
Cừ Larsen IV Độ cứng chống nén 10.2106 kN/m
Lớp 8: Cuội sỏi nhỏ, trạng thái rất chặt.
2 lớp Độ cứng chống uốn 16.2104 kN/m2/m
3.1.2. Mô hình tính toán và thông số
Mô hình 1 (MH1): Sử dụng 1 cừ Larsen Bảng 3. Thông số thanh chống
IV có chiều dài 18m, 3 tầng văng chống. Tên cấu kiện Thông số Giá trị Đơn vị
Mô hình 2 (MH2): Sử dụng 2 cừ Larsen Thanh chống 1
Tính chất vật liệu Elastic
IV có chiều dài 18m, 3 tầng văng chống. Độ cứng dọc trục 2.4106 kN/m
H3003001015
Bước chống 15 m
Mô hình 3 (MH3): Sử dụng 2 cừ Larsen
Tính chất vật liệu Elastic
IV có chiều dài 18m, 3 tầng văng chống có Thanh chống 2, 3
Độ cứng dọc trục 3.5106 kN/m
H3503501219
gia tải chủ động bằng kích thủy lực. Lực kích Bước chống 15 m
đặt vào hệ thanh chống tầng 1 và 3 lần lượt là 3.2. Kết quả tính toán
500kN/1 H300, tầng 2 là 1000kN/1 H350.
Mô hình phần tử trong Plaxis minh họa ở 3.2.1. Chuyển vị ngang tường cừ Larsen
Hình 2 dưới đây biểu diễn sự phân bố
Hình 1, các thông số mô hình nền cừ Larsen
chuyển vị ngang của tường cừ theo cao độ
và thanh chống thể hiện Bảng 1, 2, 3.
cho tương ứng các MH; giá trị cực đại
chuyển vị ngang được thể hiện trong Bảng 4.
Cao độ cừ Larsen (m)
Hình 1. Mô hình phần tử trong Plaxis
Hình 2. Chuyển vị ngang của cừ Larsen
209
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
Biểu đồ Hình 2 cho thấy sự biến thiên sung thêm kích chống văng cho tường cừ 2
chuyển vị ngang ở thân tường là khá đồng lớp, mô men uốn giảm xuống khá nhanh, giá
điệu khi độ cứng cừ Larsen thay đổi, chuyển trị mô men xấp xỉ trong trường hợp tường
vị ở hai đầu tường khá nhỏ và đều cùng đạt một lớp ở MH1, chênh lệch khoảng 2,3%.
giá trị lớn nhất ở độ sâu tương ứng xấp xỉ Điều này cho thấy vai trò rõ rệt của kích
30,0m (tương ứng cao độ đáy tầng hầm 3). chống trong giảm mô men uốn cho tường cừ.
Bảng 4. Chuyển vị ngang Uxmax của cừ Larsen
Uxmax
Mô hình Uxmax (cm) H (m)
(%)
MH1 10,72 30,22 -
MH2 9,22 29,90 16,3
MH3 6,83 29,40 34,9
(MH1-MH3) 56,9
Mặt khác từ đường cong biến dạng ở MH1
và MH2 cho thấy, khi độ cứng tăng lên gấp
đôi nhưng chuyển vị ngang không thay đổi
nhiều, giảm khoảng 16,3% giá trị cực đại; tuy
nhiên trong MH3 khi bổ sung thêm kích
chống các ở thanh văng, chuyển vị ngang đã Hình 3. Mô men uốn trong thân cừ Larsen
giảm được so với MH2 là 34,9% và so với
MH1 giá trị này giảm tới 56,9%. 4. KẾT LUẬN
Từ kết quả phân tích chuyển vị ngang cho Sử dụng tường cừ hai lớp khá hiệu quả
thấy giải pháp tăng cường độ cứng của tường trong việc tăng độ cứng và giảm chuyển vị
bằng sử dụng 2 lớp cừ Larsen là khá hiệu quả ngang của tường cừ Larsen để giữ ổn định hố
giữ ổn định cho tường, đặc biệt kết hợp dùng móng sâu trong thi công. Tuy nhiên khi độ
thêm kích chống văng, chuyển vị tuyệt đối cứng của tường tăng lên, mô men trong thân
lớn nhất của tường cừ Larsen chỉ còn 6,83cm. tường cũng tăng theo, do vậy cần kết hợp với
3.2.2. Mô men uốn của thân tường cừ Larsen việc sử dụng thêm kích chống văng để khống
Giá trị lớn nhất mô men uốn thân cừ ở 3 chế mô men uốn của thân tường cừ.
mô hình ở Bảng 5 cho thấy mô men uốn lớn
nhất tại vị trí có chuyển vị ngang lớn nhất. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bảng 5. Mô men uốn Mumax của cừ Larsen [1] Nguyễn Bá Kế, 2009, Thiết kế và thi công hố
móng sâu, Nhà Xuất bản Xây dựng, Hà Nội.
M-umax Mumax
Mô hình H (m) [2] Nguyễn Văn Quảng, 2010, Nền móng và
(kNm/m) (%) tầng hầm nhà cao tầng, Nhà xuất bản Xây
MH1 368,8 30,22 +2,3 dựng, Hà Nội.
MH2 481,7 30,22 + 23,4 [3] Phan Trường Thiệt, Lê Đức Thắng, 2007, Nền
MH3 377,4 30,14 - 27,6 và móng, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
[4] Nguyễn Thế Phùng, 2018, Công nghệ thi
Hình 3 biểu diễn biến thiên mô men uốn công công trình ngầm bằng phương pháp
Mu dọc theo thân tường cừ và cho thấy khi độ tường trong đất, Nhà Xuất bản Giao thông
cứng tường cừ tăng lên mô men uốn trong Vận tải, Hà Nội.
thân cừ Larsen cũng tăng theo; chênh lệch [5] Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Thị Bạch
tăng khoảng 23,4% cho tương ứng cho giá trị Dương, 2010, Phân tích kết cấu hầm và
lớn nhất (Mumax) khi độ cứng cừ tăng lên hai tường cừ bằng phần mềm PLAXIS, NXB
lần ở MH2 so với MH1. Trong MH3, khi bổ Giao thông vận tải, Hà Nội.
210
nguon tai.lieu . vn
