Tài liệu Phân tích nội lực sàn tầng hầm trong quá trình thi công tầng hầm bằng phương pháp top down

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TÔ THANH SANG PHÂN TÍCH NỘI LỰC SÀN TẦNG HẦM TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60.58.02.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2018 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Lê Trọng Nghĩa Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. Lê Bá Vinh Cán bộ chấm nhận xét 2: GS.TS. Trần Thị Thanh Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 10 tháng 01 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. PGS.TS. Võ Phán 2. PGS.TS. Lê Bá Vinh 3. GS.TS. Trần Thị Thanh 4. TS. Phạm Tường Hội 5. TS. Đỗ Thanh Hải Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS. Võ Phán TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS.TS. NGUYỄN MINH TÂM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ------------------------------ ------------------------------- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TÔ THANH SANG MSHV: 1570051 Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1992 Nơi sinh: An Giang Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60.58.02.11 Khóa (năm trúng tuyển): 2015 I. TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH NỘI LỰC SÀN TẦNG HẦM TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mở đầu Chương 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Phân tích nội lực sàn tầng hầm trong quá trình thi công tầng hầm bằng phương pháp top-down của một công trình thực tế ở Thành phố Hồ Chí Minh Kết luận và kiến nghị II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/07/2017 III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2017 IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA Tp.HCM, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) tháng CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) TS. LÊ TRỌNG NGHĨA năm 2018 PGS.TS. LÊ BÁ VINH TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên và chữ ký) PGS.TS. NGUYỄN MINH TÂM -iv- LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý Thầy cô trong Bộ môn Địa Cơ Nền Móng – Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những bài học, những kinh nghiệm chuyên ngành quý giá, giúp tác giả có đầy đủ nền tảng kiến thức để thực hiện đề tài nghiên cứu này. Tiếp theo, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc đến TS Lê Trọng Nghĩa, Thầy đã truyền đạt kiến thức, hướng dẫn tận tâm, định hướng cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu. Sau cùng, tác giả xin gửi lời biết ơn chân thành, sâu sắc đến gia đình và bạn bè, đồng nghiệp về sự quan tâm, giúp đỡ, động viên, ủng hộ tác giả trong suốt chặn đường thực hiện đề tài nghiên cứu này. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2017 Học viên Tô Thanh Sang -v- TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn trình bày nghiên cứu nội lực sàn tầng hầm trong quá trình thi công tầng hầm bằng phương pháp Top-Down khi thi công tầng hầm “Dự án Rivergate Residence” tại Thành Phố Hồ Chí Minh. Công trình có kích thước dài 179m, rộng 56m, gồm 4 tầng hầm với cao độ đáy hố đào sâu nhất là -14.7m (riêng khu vực pít thang máy đào đến -16.75m). Giải pháp kết cấu được chọn là sử dụng tường vây dày D = 800mm, chiều dài L = 28.5m. Toàn bộ quá trình thi công được mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn với việc sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation. So sánh kết quả thu được với quan trắc thực tế sau đó đánh giá nội lực sàn hầm qua các giai đoạn thi công. Kết quả cho thấy trong quá trình thi công sàn hầm có nhiều giai đoạn xuất hiện ứng suất kéo bên trong sàn ở một số vị trí, nội lực này khá đáng kể và cần phải gia cường thép cho những vị trí đó. Bên cạnh đó, với các công trình có dạng hình học phức tạp, bài toán phân tích 3D đem lại độ chính xác cao và đáng tin cậy, rất thích hợp trong việc thiết lập biện pháp thi công tầng hầm. -v- ABSTRACT The thesis presents the internal study of the basement floor during the construction of the basement by the method of Top-Down when constructing the basement "Rivergate Residence Project" in Ho Chi Minh City. The project is 179m long, 56m wide, including 4 basements with the highest depth of hole bottom is 14.7m deep (only the elevation of the excavator up to -16.75m). The selected structural solution is diaphragm wall D = 800mm thick wall, L = 28.5m. The whole process of construction is simulated using the finite element method using the Plaxis 3D Foundation software. Compare the results obtained with the actual observation then assess the internal force of the tunnel through the construction phase. The results show that during construction of floor there are many stages of stress occurring inside the floor in some positions, this internal force is quite significant and need to reinforce the steel for those positions. In addition, with complex geometric works, the 3D analysis problem provides high accuracy and reliability, which is well suited for setting up the basement method. -vi- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn này là đề tài nghiên cứu thực sự của tác giả, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Lê Trọng Nghĩa. Tất cả số liệu, kết quả tính toán, phân tích trong luận văn là hoàn toàn trung thực. Tôi cam đoan chịu trách nhiệm về sản phẩm nghiên cứu của mình. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2017 Học viên Tô Thanh Sang -vii - MỤC LỤC Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ Lời cảm ơn ........................................................................................................... iv Tóm tắt luận văn thạc sĩ ......................................................................................... v Mục lục ................................................................................................................. vi Danh mục bảng ................................................................................................... vii Danh mục hình ............................................................................................ …...viii CHƯƠNG 0 - MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .................................................................1 II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ..........................................................................1 III. Ý NGHĨA VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ..................................1 IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................2 V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................2 CHƯƠNG 1 ................................................................................................................3 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................................................3 1.1. GIỚI THIỆU ..............................................................................................3 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI .......................................4 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM ...........................................14 1.4. NHẬN XÉT..............................................................................................19 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................................20 2.1. PHÂN TÍCH MỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN DẠNG CỦA TƯỜNG CHẮN VÀ ĐỘ LÚN BỀ MẶT CỦA ĐẤT NỀN .............................................................22 2.4.1. Dạng độ lún bề mặt của đất nền ........................................................22 2.4.2. Xác định giá trị lớn nhất của độ lún bề mặt đất nền ..........................23 2.2. ỨNG XỬ KHÔNG GIAN QUÁ TRÌNH THI CÔNG TẦNG HẦM ......25 2.3. PHÂN TÍCH BÀI TOÁN HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS .............................................26 2.3.1. QUAN HỆ THOÁT NƯỚC VÀ KHÔNG THOÁT NƯỚC TRONG PLAXIS.. ..........................................................................................................20 2.3.2. MÔ HÌNH TĂNG BỀN ĐẲNG HƯỚNG HARDENING SOIL .....26 -vii 2.3.3. SO SÁNH GIỮA MÔ HÌNH MOHR–COULOMB VÀ MÔ HÌNH HARDENING SOIL ........................................................................................32 2.3.4. CHIA LƯỚI PHẦN TỬ TRONG PLAXIS ......................................32 CHƯƠNG 3 PHÂN NỘI LỰC SÀN TẦNG HẦM TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN CỦA MỘT CÔNG TRÌNH THỰC TẾ Ở TP. HỒ CHÍ MINH ...............................................................................................36 3.1. THỰC TRẠNG CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ....................................36 3.1.1. ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ....................................36 3.1.2. VẤN ĐỀ NGUYÊN CỨU ................................................................37 3.1.3. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH .........................................39 3.1.4. TRÌNH TỰ THI CÔNG TẦNG HẦM ..............................................41 3.2. MÔ PHỎNG BÀI TOÁN.........................................................................47 3.2.1. THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA BÀI TOÁN ......................................47 3.2.2. CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG TẦNG HẦM ..................................51 3.3. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ BÀI TOÁN ......................................................52 3.3.1. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ SO SÁNH VỚI QUAN TRẮC THỰC TẾ……… .........................................................................................................52 3.3.2. PHÂN TÍCH NỘI LỰC SÀN TẦNG HẦM TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN .................61 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ......................................................................................75 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................76 -viii - DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Bảng 1. 1 Tính chất cơ lý của đất nền công trình .....................................................16 Bảng 1. 2 Các giai đoạn thi công hố đào ..................................................................17 Bảng 1. 3 Kết quả lý thuyết và đo thực tế lực dọc tác dụng các lớp thanh chống....18 CHƯƠNG 3 – PHÂN NỘI LỰC SÀN TẦNG HẦM TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN CỦA MỘT CÔNG TRÌNH THỰC TẾ Ở TP. HỒ CHÍ MINH Bàng 3. 1 Bảng phân loại và đặc điểm phân bố các lớp đất hố khoan BH1.............39 Bàng 3. 2 Thông số đầu vào của tường vây..............................................................48 Bàng 3. 3 Thông số đầu vào của hệ kingpost ...........................................................48 Bàng 3. 4 Thông số đầu vào của sàn tầng hầm công trình .......................................49 Bàng 3. 5 Tính chất cơ lý chủ yếu của đất nền công trình .......................................50 Bàng 3. 6 Các giai đoạn tính toán .............................................................................51 Bàng 3. 7 Chuyển vị của tường vây tại ống ICL7 ....................................................53 Bàng 3. 8 Chuyển vị của tường vây tại ống ICL8 ....................................................54 Bàng 3. 9 cốt thép gia cường cho sàn hầm (phần 1).................................................73 Bàng 3. 10 cốt thép gia cường cho sàn hầm (phần 2)...............................................73 -viii - DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Hình 1. 1 Minh họa thông tin chi tiết của 26 hố đào sâu thu thập từ vùng T2 và K1 4 Hình 1. 2 Biến dạng của tường 26 trường hợp thu thập trong lịch sử ........................5 Hình 1. 3 Ảnh hưởng độ cứng của sàn đến biến dạng của tường vây ........................6 Hình 1. 4 Ảnh hưởng độ cứng của thanh chống đến biến dạng của tường vây .........7 Hình 1. 5 Mối quan hệ giữa chiều sâu hố đào gây biến dạng tường đa và độ sâu hố đào cho phép của 2 phương pháp TDM và BUM .......................................................7 Hình 1. 6 Mặt bằng công trình Taipei Enterprise National Enterprise ......................9 Hình 1. 7 Mặt cắt hồ đào công trình Taipei Enterprise National Enterprise ............10 Hình 1. 8 Biện pháp thi công tòa nhà Taipei Enterprise National Enterprise ..........11 Hình 1. 9 Mối quan hệ giữa biến dạng lớn nhất của tường, độ cứng hệ chống và hệ số an toàn chống trương nở .......................................................................................12 Hình 1. 10 Mối quan hệ giữa hình dạng của tường bị biến dạng và sự tăng độ cứng thanh chống ...............................................................................................................12 Hình 1. 11 Mối quan hệ giữa hình dạng của tường bị biến dạng và sự tăng độ cứng thanh chống ...............................................................................................................13 Hình 1. 12 Độ võng của tường theo phương ngang và độ lún bề mặt hố đào ..........13 Hình 1. 13 Mặt bằng công trình................................................................................14 Hình 1. 14 Mặt cắt công trình ...................................................................................15 Hình 1. 15 Hệ tường chắn và thanh chống ...............................................................15 Hình 1. 16 Các kích điều chỉnh chuyển vị của tường ..............................................15 Hình 1. 17 Mặt cắt địa chất công trình .....................................................................16 CHƯƠNG 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2. 1 Các dạng độ lún bề mặt của đất nền .........................................................23 Hình 2. 2 Quan hệ giữa giá trị lớn nhất của chuyển vị tường chắn và độ lún bề mặt đất nền .......................................................................................................................24 Hình 2. 3 Ảnh hưởng hiệu ứng vòm trong thi công bê tông tường vây ...................25 Hình 2. 4 Các vùng ứng xử biến dạng phẳng và ứng xử không gian trong hố đào..25 -viii Hình 2. 5 Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng theo hàm Hyperbolic trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước .................................................................................................27 Hình 2. 6 Các đường cong dẻo ứng với các giá trị ...........................28 Hình 2. 7 Định nghĩa mô đun Eoedref trong thí nghiệm nén cố kết ...........................29 Hình 2. 8 Các mặt dẻo trong mặt phẳng ( p  q ) của mô hình HS ..........................30 Hình 2. 9 Mặt dẻo trong không gian ứng suất chính của mô hình HS (c=0) ...........30 Hình 2. 10 Đường cong biến dạng có kể đến sự kết thúc giãn nở ...........................31 Hình 2. 11 Định nghĩa tỉ lệ L/B của một phần tử .....................................................33 Hình 2. 12 Lưới phần tử hữu hạn dùng trong phân tích hố đào sâu .........................34 Hình 2. 13 Ước lượng độ lún bề mặt đất nền theo phương pháp Peck (1969) ........35 CHƯƠNG 3 – PHÂN NỘI LỰC SÀN TẦNG HẦM TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN CỦA MỘT CÔNG TRÌNH THỰC TẾ Ở TP. HỒ CHÍ MINH Hình 3. 1 Mặt bằng công trình ....................................................................... 36 Hình 3. 2 Mặt cắt tầng hầm công trình ........................................................... 37 Hình 3. 3 Mặt bằng bố trí các ống Inclinometer ICL1-ICL8 ......................... 37 Hình 3. 4 Kết quả quan trắc chuyển vị ngang của tường vây ........................ 38 Hình 3. 5 Mặt bằng định vị hố khoan công trình .......................................... 39 Hình 3. 6 Mặt cắt địa chất công trình ............................................................. 40 Hình 3. 7 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 1) ............................................ 41 Hình 3. 8 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 2) ............................................ 41 Hình 3. 9 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 3) ............................................ 42 Hình 3. 10 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 4) .......................................... 42 Hình 3. 11 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 5) .......................................... 43 Hình 3. 12 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 6) .......................................... 43 Hình 3. 13 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 7) .......................................... 44 Hình 3. 14 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 8) .......................................... 44 Hình 3. 15 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 9) .......................................... 45 -viii - Hình 3. 16 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 10) ........................................ 45 Hình 3. 17 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 11) ........................................ 46 Hình 3. 18 Mặt bằng thi công tầng hầm (bước 12) ........................................ 46 Hình 3. 19 Module đàn hồi bê tông theo thời gian......................................... 49 Hình 3. 20 Mô hình phân tích bài toán bằng chương trình Plaxis 3D Foundation ......................................................................................................................... 51 Hình 3. 21 Dạng chuyển vị của tường vây ..................................................... 52 Hình 3. 22 So sánh kết quả chuyển vị tường vây tại ống ICL1, ICL4 ........... 55 Hình 3. 23 So sánh kết quả chuyển vị tường vây tại ống ICL7, ICL8 ........... 56 Hình 3. 24 Chuyển vị sàn L1 ở phase 6, phase 9 ........................................... 57 Hình 3. 25 Chuyển vị sàn L1 ở phase 6, phase 12 ......................................... 58 Hình 3. 26 Chuyển vị sàn B1 ở phase 5, phase 9 ........................................... 59 Hình 3. 27 Chuyển vị sàn B1 ở phase 5, phase 12 ......................................... 60 Hình 3. 28 Hướng của nội lực ........................................................................ 62 Hình 3. 29 Nội lực N1 sàn L1 phase 6 ........................................................... 61 Hình 3. 30 Nội lực N1 sàn L1 phase 9 ........................................................... 62 Hình 3. 31 Nội lực N1 sàn L1 phase 12 ......................................................... 63 Hình 3. 32 Nội lực N2 sàn L1 phase 6 ........................................................... 64 Hình 3. 33 Nội lực N2 sàn L1 phase 9 ........................................................... 65 Hình 3. 34 Nội lực N2 sàn L1 phase 12 ......................................................... 66 Hình 3. 35 Nội lực N1 sàn B1 phase 5 ........................................................... 67 Hình 3. 36 Nội lực N1 sàn B1 phase 9 ........................................................... 68 Hình 3. 37 Nội lực N1 sàn B1 phase 12 ......................................................... 69 Hình 3. 38 Nội lực N2 sàn B1 phase 5 ........................................................... 70 Hình 3. 39 Nội lực N2 sàn B1 phase 9 ........................................................... 71 Hình 3. 40 Nội lực N2 sàn B1 phase 12 ......................................................... 72 -1- CHƯƠNG MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng phần không gian dưới mặt đất để xây dựng công trình ngày càng phổ biến và bức thiết, nhất là trong các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh. Các công trình xây dựng này có phần kết cấu ngầm sâu trong đất. Quá trình đào đất và thi công kết cấu ngầm làm phát sinh chuyển vị tường chắn nên việc làm thế nào để hạn chế chuyển vị này có ý nghĩa hết sức quan trọng. Với điều kiện mặt bằng thi công chật hẹp và sự hiện hữu của các công trình lân cận như hiện nay, việc đảm bảo không gian thi công, điều kiện về chuyển vị của tường chắn cũng như biến dạng của đất nền là vấn đề rất phức tạp và yêu cầu cao. Chính vì vậy, hệ kết cấu chống đỡ hố đào mà ở đây là sàn trong phương pháp thi công Top-down là thật sự cần thiết và có ảnh hưởng lớn đến chuyển vị tường chắn trong quá trình thi công tầng hầm. Vấn đề phân tích nội lực sàn tầng hầm trong quá trình thi công tầng hầm bằng phương pháp Top-Down, cũng như việc bố trí, kiểm tra hệ kết cấu sàn hầm theo từng giai đoạn thi công tầng hầm sao cho kinh tế và thỏa mãn các điều kiện trên là mục đích chính của đề tài này. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Luận văn sẽ phân tích và so sánh kết quả tính toán lý thuyết với kết quả quan trắc thực tế trong quá trình thi công của một công trình ở thành phố Hồ Chí Minh. Bên cạnh đó, luận văn cũng phân tích những thay đổi trong ứng xử của sàn tầng hầm qua các giai đoạn trong quá trình thi công bằng phương pháp Top-down. Từ đó rút ra một số kết luận quan trọng với hy vọng có thể ứng dụng cho các công trình khác. III. Ý NGHĨA VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Thiết lập mối quan hệ giữa chuyển vị ngang của tường vây với nội lực phát sinh của sàn, trong toàn bộ quá trình thi công phần hầm của công trình Ngoài việc đảm bảo điều kiện chuyển vị, cũng như khả năng chịu lực của tường vây. Thì vị trí phát sinh ra các nội lực kéo nén trong sàn là một điều quan -2trọng cần đáng được lưu ý đến, để tránh hiện tượng phá hoại cục bộ của kết cấu phần ngầm vốn rất khó sửa chữa và bảo trì sau khi thi công. Khi chuyển vị tường vây gây ra ứng xử trong sàn, cần có biện pháp kiểm tra gia cường tại các vị trí phát sinh ứng suất kéo-nén vượt quá khả năng chịu lực của hệ kết cấu theo yêu cầu cấu tạo. IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation để mô phỏng toàn bộ quá trình lắp đặt thi công toàn bộ phần hầm của dự án. Đối chiếu với kết quả thực tế quan trắc. Tiến hành đánh giá nội lực sàn hầm qua các giai đoạn thi công cũng như xem xét các vị trí có ứng xử phức tạp. V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Phân tích ngược một bài toán thực tế để tìm ra các thông số phù hợp với mô hình tính toán. - So sánh kết quả mô phỏng từ Plaxis và số liệu quan trắc tại hiện trường. - Phân tích ảnh hưởng của chuyển vị tường chắn đối với nội lực sàn tầng hầm trong quá trình thi công tầng hầm. - Nhận xét, đánh giá về mức độ ảnh hưởng của nội lực sàn tầng hầm trong quá trình thi công tầng hầm. - Đề xuất một số kiến nghị quan trong cho các công trình có đặc tính tương tự. -3- CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. GIỚI THIỆU Một trong những vấn đề cơ bản khi thi công tầng hầm nhà cao tầng là giải pháp ổn định hố đào trong quá trình thi công. Trong thực tế có nhiều phương pháp giữ thành hố đào phụ thuộc vào chiều sâu hố đào, điều kiện địa chất, mặt bằng thi công. Với những công trình có chiều sâu đào tương đối lớn, để có thể thi công tầng hầm một cách nhanh chóng và an toàn…việc lựa chon phương pháp thi công Top Down là cần thiết. Vấn đề thiết kể đảm bảo an toàn thi công đào sâu trong nền đất luôn là bài toán khó vì vậy cần phải tính toán thiết kế cơ cấu giữ ổn đĩnh tường chắn:  Phương pháp tính toán ổn định hệ giàn chống bằng thép hình  Phương pháp tính neo phụt  Tính toán kiểm tra ổn định kết cấu tường vây – sàn hầm bằng phương pháp thi công Top Down. Hệ chịu lực của nhà cao tầng được cấu tạo từ các kết cấu đứng (lõi, vách, khung chịu lực) với sự tham gia hỗ trợ của kết cấu ngang (dầm, sàn) để tạo nên một hệ thống không gian thống nhất. Trong thi công bằng phương pháp Top Down thì vấn chuyển vị tường vây gây ra ứng suất trong sàn tầng hầm là một vấn đề rất đáng quan tâm để đạt được hiệu quả cao nhất về thi công, cũng như về tính toán thiết kế. Kiểm tra ổn định, và khả năng chịu lực của sàn hầm dùng để giữ ổn định lực xô ngang của tường tầng hầm bằng phần mềm tính toán kết cấu không gian (Etabs, Sap….) -4- 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1. Theo nghiên cứu của tác giả Gordon Tung-Chin Kung : Comparision of excavation – include wall deflection using Top Down and Bottom Up construction methods in Taipei silty clay [1] Bài báo cáo này tác giả so sánh chuyển vị của tường vây giữa 2 phương pháp thi công Top Down (TDM) và Bottom Up (BUM) thông qua 26 trương hợp hố đào trên nền đất sét pha ở Đài Bắc đã được thu thập và phân tích trong lịch sử. Các quan sát thực địa cho thấy rằng chuyển vị ngang tối đa của tường vây (hm) thi công bằng phương pháp TDM bằng 1.28 lần thi công bằng phương pháp BUM. Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị của tường vây được và 4 trong 26 trường hợp được chọn thử nghiệm tính toán để khảo sát sự khác biệt chuyển vị tường vây (hm) theo 2 phương pháp TDM và BUM. Kết quả phân tích cho thấy chuyển vị trung bình (hm) thi công bằng phương pháp TDM lớn hơn BUM 1.1 lần, khi không kể đến ảnh hưởng độ co nhiệt độ của sàn bê tông. Cả 2 dữ liệu quan trắc và kết quả phân tích cho thấy rẳng chuyển vị tường vây thi công bằng phương pháp TDM lớn hơn mặc dù sàn có độ cứng ngang tốt hơn.  Hs là độ sâu thanh chống hoặc sàn  Hm là chiều sâu hố đào gây biến dạng tối đa trong tường Hình 1. 1 Minh họa thông tin chi tiết của 26 hố đào sâu thu thập từ vùng T2 và K1  Ho là độ sâu hố đào cho phép  L là chiều dài tường vây  H là khoảng cách giữa 2 thanh chống -5- Hình 1. 2 Biến dạng của tường 26 trường hợp thu thập trong lịch sử -6Dựa vào hình 1.2 ta thấy chuyển vị trung bình hm/Ho của phương pháp TDM lớn hơn phương pháp BUM không phân biệt địa chất. Độ cứng thanh chống sàn và bản sàn trong 26 trường hợp của bài báo được tính như sau: S = EA/Ls Trong đó:  S là độ cứng của thanh chống hoặc sàn  E là modulus đàn hồi  A là diện tích mặt cắt ngang  S là nhịp của thanh chống hoặc sàn  L là chiều dài của thanh chống Hình 1. 3 Ảnh hưởng độ cứng của sàn đến biến dạng của tường vây -7- Hình 1. 4 Ảnh hưởng độ cứng của thanh chống đến biến dạng của tường vây Hình 1. 5 Mối quan hệ giữa chiều sâu hố đào gây biến dạng tường đa và độ sâu hố đào cho phép của 2 phương pháp TDM và BUM Dựa vào kết quả quan sát từ các trường hợp hố đào thu thập trong lịch sử và các thông số nghiên cứu, tác giả bái báo rút ra một số kết luận như sau:  Tường vây sử dụng làm tường chắn trong tất cả 26 trường hợp hố đào. Độ cứng trung bình của hệ chống và bản sàn tác giả thu thập được tương ứng 56767 (kN/m/m) và 161900 (kN/m/m).