Tài liệu ứng dụng giải pháp xử lý đất yếu dưới đáy hố đào để ổn định tường vây cho nhà cao tầng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHỔNG HỒ TỐ TRÂM ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐẤT YẾU DƯỚI ĐÁY HỐ ĐÀO ĐỂ ỔN ĐỊNH TƯỜNG VÂY CHO NHÀ CAO TẦNG Chuyên ngành : Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Ngầm Mã số: 60580204 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2014 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS VÕ PHÁN Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. LÊ BÁ VINH Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. PHẠM VĂN HÙNG Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 15 tháng 01 năm 2015 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. GS. TSKH. NGUYỄN VĂN THƠ 2. TS. ĐỖ THANH HẢI 3. TS. LÊ BÁ VINH 4. TS. PHẠM VĂN HÙNG 5. TS. NGUYỄN MẠNH TUẤN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc Tp. HCM, ngày tháng năm 2014 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên : KHỔNG HỒ TỐ TRÂM Phái : Nữ Ngày sinh : 07/08/1989 Nơi sinh: Bến Tre Chuyên ngành : Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Ngầm MSHV : 13090103 1- TÊN ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐẤT YẾU DƯỚI ĐÁY HỐ ĐÀO ĐỂ ỔN ĐỊNH TƯỜNG VÂY CHO NHÀ CAO TẦNG 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Mở đầu Chương 1: Tổng quan về giải pháp phụt vữa áp lực cao để xử lý đất yếu dưới đáy hố đào Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán phương pháp phụt vữa áp lực cao Chương 3: Ứng dụng tính toán chuyển vị tường vây và đẩy trồi hố đào cho công trình Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : . . . …………………………………. 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : . . . ……………………… 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS VÕ PHÁN Nội dung và đề cương Luận văn Thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) PGS.TS. VÕ PHÁN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS. LÊ BÁ VINH (Họ tên và chữ ký) TS. NGUYỄN MINH TÂM LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn Quý Thầy Cô trong bộ môn Địa cơ nền móng, Quý Thầy Cô đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu và sâu sắc trong hai học kỳ vừa qua. Tôi xin chân thành cám ơn Thầy PGS. TS Võ Phán, người Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp tôi đưa ra hướng nghiên cứu cụ thể, hổ trợ tài liệu, kiến thức quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu. Một lần nữa tôi xin chân thành cám ơn các Thầy PGS. TS Châu Ngọc Ẩn, TS. Lê Bá Vinh, TS. Bùi Trường Sơn, TS. Nguyễn Minh Tâm, TS. Lê Trọng Nghĩa, TS. Trần Tuấn Anh, TS. Đỗ Thanh Hải đầy nhiệt quyết và lòng yêu nghề, đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập và nghiên cứu, luôn tận tâm giảng dạy và cung cấp cho tôi nhiều tư liệu cần thiết. Xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô, Anh Chị nhân viên Phòng Quản lý Khoa học – Đào tạo sau đại học đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập. Một lần nữa xin gửi đến Quý Thầy Cô và Gia đình lòng biết ơn sâu sắc. Chân thành cám ơn TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2014 Học viên thực hiện Khổng Hồ Tố Trâm TÓM TẮT LUẬN VĂN TÊN ĐỀ TÀI Ứng dụng giải pháp xử lý đất yếu dưới đáy hố đào để ổn định tường vây cho nhà cao tầng TÓM TẮT Trong những năm gần đây, việc xây dựng công trình cao tầng, có tầng hầm trên nền đất yếu là một vấn đề cần được quan tâm, kéo theo việc sử dụng các giải pháp khác nhau để tạo ra hiệu quả tối ưu và kinh tế nhất. Giải pháp phụt vữa áp lực cao là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu mang lại hiệu quả kinh tế. Giải pháp này đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới và đang được áp dụng tại Việt Nam. Đề tài nghiên cứu khả năng làm việc của lớp đất yếu sau khi xử lý bằng phụt vữa áp lực cao và những tính toán hợp lý để có được chất lượng phụt cao nhất. Đồng thời dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn tính toán, kiểm tra, mô phỏng lớp đất sau khi khoan phụt. Tính toán đẩy trồi đáy hố đào dựa trên cơ sở lý thuyết của giải tích. Công trình ở quận 7, TP.HCM với 33 tầng cao và 3 tầng hầm, độ sâu đào lớn nhất -14m, giải pháp chắn giữ hố đào là tường vây có chiều dày 0.8m, dài 24m. Đáy hố đào nằm trên lớp sét yếu. Kết quả phân tích cho thấy chuyển vị ngang của tường vây lớn nhất nằm ở khu vực gần đáy hố đào (ở độ sâu -10m), độ lún mặt đất xung quanh hố đào lớn (cách thành tường vây khoảng 5m), đẩy trồi đáy hố đào cũng là vấn đề cần tính toán trước khi thi công thực tế. Dựa trên những nghiên cứu trên thế giới, tác giả mô tả ứng dụng giải pháp phun vữa cao áp Jet Grouting giảm chuyển vị ngang hố đào trong điều kiện địa chất yếu TP.HCM. Đất trong khu vực đáy hố đào được thay thế một phần bằng những cọc Jet Grouting (JGPs) nhằm tăng sức kháng bị động. Phương pháp phân tích số được lựa chọn sử dụng đánh giá tính hiệu quả của Jet Grouting, từ đó tìm ra giải pháp mô phỏng dễ dàng và nhanh chóng, giảm bớt khối lượng tính toán. Việc tính toán để tìm ra hệ số an toàn chống đẩy trồi hố đào cũng đã cho thấy hiệu quả của việc xử lý Jet Grouting dưới đáy hố đào. Có hai phương pháp mô phỏng được xét tới: + Phương pháp RAS (The real allocation simulation) mô phỏng vật liệu riêng biệt theo tính chất thật của đất nền và JGPs. + Phương pháp EMS (Equivalent material simulation) mô phỏng qui đổi vật liệu tương đương, xem cọc JGPs và đất nền làm việc như một khối duy nhất. Tùy theo đường kính cọc và khoảng cách giữa các cọc mà chọn phương pháp thích hợp để việc mô phỏng dễ dàng hơn. SUMMARY OF THESIS NAME OF THESIS Application treatment solutions soft soil is stabilizing the bottom of the excavation diaphragm wall for high buildings. ABSTRACT In recent years, the construction of high-rise buildings with basement on soft soil is a matter of necessity, involve the use of different solutions to create optimal efficiency and economical. The solution Jet Grouting is one of the good solutions for soft ground which brings economic efficiency. This solution has been widely used in the world and is being applied in Vietnamese. The subject researched capability of soft soil after treatment with Jet Grouting and reasonably calculated to obtain the highest quality Jet. Also based on the finite element method calculates, test, simulate soil after drilling Jet. Calculate the bottom of the pit bands based on the theory of calculus. Buildings in District 7, Ho Chi Minh City with 33 floors and 3 basements, the largest excavation depth 14 m, the solution is retaining to keep the excavation diaphragm wall thickness of 0.8m, 24m long. The bottom of the excavation is located on the soft clay layer. Results of the analysis showed that the horizontal displacement of the largest diaphragm wall is near the bottom of the excavation (at a depth of -10m), surface settlement around the excavation is large (about 5m from the diaphragm), pushing rise the excavation are also issues to be calculates before the actual construction. Based on the review of the world, the author describes the application of Jet Grouting solution which reduced horizontal displacement the excavation of weak geological conditions in HCMC. Soil in the bottom of the excavation area is partially replaced by Jet Grouting piles (JGPs) to increase passive resistance. Methods of analysis have chosen to use to assess the effectiveness of Jet Grouting, thus generating simulation solutions easily and quickly, which reduce the amount of calculation. The calculation finds out the factors of safety push-ups excavation which have shown the effectiveness of the treatment of Jet Grouting the bottom of the excavation. There are two simulation methods are considered to: + RAS method (The real allocation simulation) simulation separate materials on the characteristics of the real soil and JGPs. + EMS method (Equivalent material simulation) as JGPs piles and soil untreated work as a single block material. Depending on the diameter and the distance between of the piles that was selecting the appropriate method for the simulation easily. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiên dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Võ Phán. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực. Những số liệu, trích dẫn phục vụ cho việc phân tích, tính toán, nhận xét, đánh giá được tham khảo từ các nguồn khác được ghi chú dẫn và liệt kê chi tiết trong phần tài liệu tham khảo. Nếu có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng về kết quả luận văn của mình. TP.HCM, ngày tháng 12 năm 2104 Học viên thực hiện Khổng Hồ Tố Trâm MỘT SỐ KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN p0 (m) áp suất tại đầu phụt tính theo chiều cao cột nước có áp V0 (m/s) tốc độ ban đầu từ đầu phụt g (m/s2) gia tốc trọng trường m N/A hệ số ảnh hưởng bởi chất lượng vòi phụt. n N/A số lượng vòi phun trên đầu phun. d (mm) đường kính vòi phun Lm (m) bán kính cọc Dmean (m) đường kính trung bình của cột xi măng bơm bằng Jet grouting lj (m) khoảng cách xói của tia Pi (kN) áp lực trong vòi phun Ps (kN/m) áp lực thủy tĩnh tác dụng lên đầu ra của vòi phun qu (kN/m2) cường độ nén nở hông d1, d2 (m) khoảng cách giữa hai tim cọc theo hai phương Pg N/A thông số của đất được cải thiện. Pc N/A thông số của đất không cải thiện Peg N/A Thông số đất tương đương cho khối đất hỗn hợp như là: Eui, c, v… Pg N/A Thông số của đất được cải tạo Pc N/A Thông số của đất không được cải tạo Ir N/A Tỷ lệ của bề mặt đất được cải tạo τt N/A độ bền cắt của đất được xử lý τs N/A độ bền cắt của đất không được xử lý Ir N/A tỷ lệ cải thiện, có nghĩa là diện tích đất được xử lý chia cho tổng diện tích. γ kN/m 3 dung trọng ướt của đất γ1 kN/m 3 trị trung bình gia quyền của trọng lượng tự nhiên của các lớp đất ở phía ngoài hố kể từ mặt đất đến chân tường B m bề rộng hố móng c kN/m2 lực dính của đất H m độ sâu đào hố móng D m độ chôn sâu của thân tường (tính từ mặt đáy hố đào tới chân tường) q kN/m tải trọng trên mặt đất Nq, Nc N/A hệ số tính toán khả năng chịu lực giới hạn của đất MRL kNm Moment chống trồi Ka N/A hệ số áp lực đất chủ động h0' m độ sâu cách mặt đất của hàng chống cuối cùng α1 rad α2 rad MSL kNm Moment gây trồi QJG kN tổng lực neo giữ của cọc ở lớp bơm phụt góc kẹp ngang giữa hàng chống dưới cùng với mặt đào của hố góc tâm tròn của mặt trượt lấy điểm chống của hàng chống dưới cùng làm tâm DANH SÁCH BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Tên bảng Trang Bảng 2.1. Thông số vận hành của thiết bị Jet Grouting ...................................... 20 Bảng 2.2. Tổng hợp các thông số vận hành của hệ thống phun đơn .................. 20 Bảng 2.3. Hệ số ảnh hưởng của năng lượng phun vào đất (λ Ε ).......................... 22 Bảng 2.4. Mối quan hệ giữa đường kính cọc với các hệ thống thi công khác nhau và các loại đất khác nhau .......................................................................................... 23 Bảng 2.5. Tổng hợp các nét chính của hai mô hình MC và HS [8] .................... 26 Bảng 2.6. Tương quan giữa mô đun biến dạng E theo N SPT [8] ......................... 27 Bảng 2.7. Hệ số thấm k của một số loại đất theo Das, B.M. [15] ....................... 28 Bảng 2.8. Hệ số thấm điển hình của đất [16] ...................................................... 28 Bảng 2.9. Đặc điểm cọc Jet Grouting ở TP.HCM [8] ......................................... 30 Bảng 2.10.Một số mối quan hệ giữa giá trị E u và q u [8] ..................................... 30 Bảng 3.1. Mô tả địa chất công trình .................................................................... 42 Bảng 3.2. Bảng tóm tắt chỉ tiêu cơ lý của đất ..................................................... 44 Bảng 3.3. Thông số tường vây ............................................................................ 45 Bảng 3.4. Các thông số đặc trưng của thanh chống ............................................ 46 Bảng 3.5. Thông số đặc trưng sàn tầng hầm ....................................................... 46 Bảng 3.6. Các thông số của đất trong mô hình Mohr - Coulomb ....................... 48 Bảng 3.7. Các thông số của đất trong mô hình Hardening Soil .......................... 49 Bảng 3.8. Tỷ lệ trộn vữa bơm gia cố thân cọc .................................................... 62 Bảng 3.9. Áp lực bơm vữa dự tính ...................................................................... 62 Bảng 3.10.Thiết bị chủ yếu dự kiến cho phương pháp gia cố đất nền xung quanh chân cọc ............................................................................................................ 62 Bảng 3.11.Quy đổi chiều dày cọc ........................................................................ 65 Bảng 3.12.Quy đổi vật liệu tương đương ............................................................. 66 Bảng 3.13.Kiểm tra ổn định đáy hố đào theo Terzaghi ....................................... 78 Bảng 3.14.Kiểm tra ổn định đáy hố đào bằng bơm phụt ..................................... 79 DANH SÁCH HÌNH ẢNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Tên hình Trang Hình 1.1. Mô hình cột xi măng bằng công nghệ phụt vữa ..................................... 7 Hình 1.2. Lấp đầy khoảng trống giữa hai hàng cọc ................................................ 8 Hình 1.3. Phương pháp phụt vữa ............................................................................ 9 Hình 1.4. Công nghệ phun đặc biệt (Super Jet Grouting) .................................... 10 Hình 1.5. Cột xi măng sau khi phụt vữa ............................................................... 11 Hình 1.6. Phương pháp phụt vữa truyền thống và phương pháp phụt vữa áp lực cao .............................................................................................................. 11 Hình 1.7. Quy trình thi công xử lý đất nền bằng công nghệ Jet Grouting ........... 12 Hình 2.1. Sự ảnh hưởng của áp lực và dòng phụt [1] ........................................... 16 Hình 2.2. Ảnh hưởng của khoảng cách làm xói mòn của vòi phụt và tốc độ áp lực động trong không khí, nước, và trong nước với không khí phủ kín [1]................. 17 Hình 2.3. Quan hệ giữa tốc độ rút cần và loại đất [3]........................................... 18 Hình 2.4. Tốc độ xoay và chu kỳ lặp lại ảnh hưởng đường kính cọc [3] ............. 19 Hình 2.5. Một dòng chảy rối ................................................................................. 21 Hình 2.6. Mối quan hệ giữa λ Ε và V g .................................................................. 22 Hình 2.7. Mô hình tia áp lực trong đất của Chu, E.H (2005) [9]. ........................ 23 Hình 2.8. Cường độ nén của cọc Jet Grouting ..................................................... 29 Hình 2.9. Mối quan hệ q u -I r -m [27] ..................................................................... 32 Hình 2.10. Hỗn hợp đất được cải thiện bằng cọc Jet Grouting chịu tải trọng nén [28] .............................................................................................................. 32 Hình 2.11. Hỗn hợp đất được cải thiện bằng cọc Jet Grouting chịu tải trọng kéo [28] .............................................................................................................. 33 Hình 2.12. Phương pháp Terzaghi – Peck để tính chống trồi đáy hố đào .............. 34 Hình 2.13. Phương pháp Terzaghi cải tiến tính chống trồi đáy hố ......................... 35 Hình 2.14. Sơ đồ tính toán chống trồi khi đồng thời xét c và ϕ ............................. 36 Hình 2.15. Sơ đồ tính toán chống trồi hố đào theo quy trình Thượng Hải ............. 38 Hình 2.16. Sơ đồ tính ổn định trồi đáy hố khi gia cố hố ........................................ 39 Hình 3.1. Mặt bằng hệ thống lưới trục công trình ................................................ 40 Hình 3.2. Mặt cắt địa chất ..................................................................................... 41 Hình 3.3. Biểu đồ N SPT và thí nghiệm cắt cánh Su .............................................. 43 Hình 3.4. Mô phỏng bài toán ................................................................................ 47 Hình 3.5. Các bước tính toán trong plaxis ............................................................ 47 Hình 3.6. Các mốc quan trắc công trình trong quá trình thi công hầm ................ 54 Hình 3.7. Quan trắc thực tế chuyển vị ngang của tường vây tại điểm ứng với mốc quan trắc Pi-1 ứng với các giai đoạn đào ............................................................... 55 Hình 3.8. So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa quan trắc thực tế, mô hình Morh - Coulomb, mô hình Hardening Soil khi đào đất -2.5m ............................. 56 Hình 3.9. So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa quan trắc thực tế, mô hình Morh - Coulomb, mô hình Hardening Soil khi đào đất -4.5m ............................. 57 Hình 3.10. So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa quan trắc thực tế, mô hình Morh - Coulomb, mô hình Hardening Soil khi đào đất -8m ................................ 58 Hình 3.11. So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa quan trắc thực tế, mô hình Morh - Coulomb, mô hình Hardening Soil khi đào đất -11m .............................. 59 Hình 3.12. So sánh chuyển vị ngang của tường vây giữa quan trắc thực tế, mô hình Morh - Coulomb, mô hình Hardening Soil khi đào đất -14m .............................. 60 Hình 3.13. Quy trình vận hành thi công Jet Grouting ............................................ 62 Hình 3.14. Cọc JGPs làm việc bằng phương pháp vật liệu riêng biệt (PP RAS: the real allocation simulation) ...................................................................................... 63 Hình 3.15. Cọc JGPs làm việc bằng vật liệu tương đương (PP EMS: Equivalent material simulution) ............................................................................................... 64 Hình 3.16. Quy đổi từ cọc tròn sang chữ nhật ........................................................ 64 Hình 3.17. JPGs bố trí hình vuông ......................................................................... 65 Hình 3.18. Kết quả chuyển vị tường vây ở giai đoạn đào -14m (PP RAS) ............ 68 Hình 3.19. Kết quả chuyển vị tường vây ở giai đoạn đào -14m (PP EMS) ........... 69 Hình 3.20. Kết quả chuyển vị tường vây ở giai đoạn đào -14m (I r =5%) ............... 71 Hình 3.21. Kết quả chuyển vị tường vây ở giai đoạn đào -14m (I r =10%) ............. 72 Hình 3.22. Kết quả chuyển vị tường vây ở giai đoạn đào -14m (I r =15%) ............. 73 Hình 3.23. Kết quả chuyển vị tường vây ở giai đoạn đào -14m (I r =20%) ............. 74 Hình 3.24. Chuyển vị mặt đất quanh hố đào khi chưa xử lý và xử lý đáy hố bằng phương pháp RAS .................................................................................................. 75 Hình 3.25. Chuyển vị mặt đất quanh hố đào khi chưa xử lý và xử lý đáy hố bằng phương pháp EMS.................................................................................................. 76 Hình 3.26. Sơ đồ tính ổn định đáy hố đào công trình ............................................. 77 i MӨC LӨC MӢ ĈҪU ..........................................................................................................1 Ĉһt vҩQÿӅ ..........................................................................................................1 2. Mөc tiêu nghiên cӭu................................................................................................1 3. 3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu.........................................................................................2 4. éQJKƭDNKRDKӑc và tính thӵc tiӉn .........................................................................2 5. Phҥm vi nghiên cӭu.................................................................................................3 &+ѬѪ1*7ӘNG QUAN Vӄ GIҦI PHÁP PHӨT VӲA ÁP LӴ&&$2Ĉӆ XӰ LÝ Nӄ1ĈҨT Yӂ8'ѬӞ,ĈÈ<+Ӕ Ĉ¬2 .....................................................4 1.1 TӘNG QUAN Vӄ HӔ Ĉ¬2 ...................................................................................4 1.1.1 Ĉ̿FÿL͋m h͙ ÿjR ........................................................................................4 1.1.2 Nhͷng y͇u t͙ ̫QKK˱ͧQJÿ͇n chuy͋n v͓ ngang cͯa h͙ ÿjR.......................4 1.1.2.1 .tFKWKѭӟc hӕ ÿjR ...............................................................................4 1.1.2.2 Tình trҥQJQѭӟc ngҫm .........................................................................4 1.1.2.3 BiӋn pháp thi công ..............................................................................4 1.1.2.4 7iFÿӝng cӫa sӵ WKD\ÿәi ӭng suҩt nӅn ...............................................5 1.1.2.5 Ӭng suҩWQJDQJEDQÿҫXWURQJÿҩt ......................................................5 1.2 TӘNG QUAN Vӄ CÔNG TÁC PHӨT VӲA ÁP LӴC CAO .........................................5 1.3 LӎCH SӰ PHÁT TRIӆN CӪ$3+ѬѪ1*3+È33+ӨT VӲA VÀ ӬNG DӨNG TRÊN THӂ ...................................................................................................................7 GIӞI 1.4 CÁC THÔNG SӔ CӪA JET GROUTING ..............................................................11 1.5 CÁC YӂU TӔ Ҧ1++ѬӢNG TӞI CHҨ7/ѬӦNG JET GROUTING ..........................11 1.6 THI CÔNG JET GROUTING ..............................................................................12 1.6.1 Thi͇t b͓ thi công .......................................................................................12 1.6.1.1 ThiӃt bӏ thi công Jet Grouting ...........................................................12 1.6.1.2 Trình tӵ WKLF{QJWѭѫL ........................................................................12 1.6.1.3 Trình tӵ thi công khô.........................................................................13 1.6.1.4 3KѭѫQJSKiSWKLF{QJ-HW*URXWLQJGҥng cӑc ...................................13 1.6.1.5 3KѭѫQJSKiSWKLF{QJ-HW*URXWLQJGҥng tҩm:..................................13 1.6.1.6 3KѭѫQJSKiSWKLF{QJNKiF...............................................................13 1.7 GIҦI PHÁP XӰ /éĈҨT Yӂ8'ѬӞ,ĈÈ<+Ӕ Ĉ¬2Ĉӆ Ә1Ĉӎ1+7ѬӠNG VÂY CHO NHÀ CAO TҪNG BҴ1*3+ѬѪ1*3+È33+ӨT VӲA ÁP LӴC CAO ...............................13 1.7.1 Ͱng dͭng cͯa gi̫LSKiS-*3Vÿ͋ kh̷c phͭc s͹ c͙ t̩i cao ͙c Pacific – TP.HCM ............................................................................................................13 ii 1.7.2 Ͱng dͭng cͯa gi̫LSKiS-*3Vÿ͋ x͵ Oêÿ̭t y͇u khi thi công công trình 6jL*zQ3K˱˯QJĈ{QJ ......................................................................................14 1.8 NHҰN XÉT ......................................................................................................14 &+ѬѪ1*&Ѫ6Ӣ LÝ THUYӂ77Ë1+72È13+ѬѪ1*3HÁP PHӨT VӲA ÁP LӴC CAO................................................................................................15 2.1 MӜT SӔ ĈҺC TÍNH CHUNG Vӄ 3+ѬѪ1*3+È33+ӨT VӲA ÁP LӴC CAO ...........15 2.2 Ҧ1++ѬӢNG CÁC THÔNG SӔ ĈҪU VÀO CӪA THIӂT Bӎ JET GROUTING ............15 2.2.1 ̪QKK˱ͧng cͯa áp l͹c phͭt [1] ...............................................................15 2.2.2 ̪QKK˱ͧng cͯa t͙Fÿ͡ dòng phͭWO˱XO˱ͫng phͭt [1].............................16 2.2.2.1 TӕFÿӝ dòng phөt ..............................................................................16 2.2.2.2 /ѭXOѭӧng dòng phөt.........................................................................16 2.2.3 ̪QKK˱ͧng cͯa khí nén [1] ......................................................................17 2.2.3.1 ҦQKKѭӣng cӫa khí nén phӫ kín ........................................................17 2.2.3.2 TӕFÿӝ và khӕLOѭӧng cӫa khí nén.....................................................18 2.2.4 T͙Fÿ͡ nâng và h̩ c̯n.............................................................................18 2.2.5 T͙Fÿ͡ xoay c̯n .......................................................................................19 2.2.6 S͙ l̯n l̿p .................................................................................................19 2.2.7 .tFKWK˱ͣc và s͙ O˱ͫng vòi phun.............................................................19 2.2.8 T͑ l͏ Q˱ͣF[LPăQJZF ........................................................................19 2.2.9 ̪QKK˱ͧng khác .......................................................................................21 2.3 DӴ Ĉ2È1&+Ҩ7/ѬӦNG SҦN PHҬM SOILCRETE..............................................21 2.3.1 Ĉ˱ͥng kính c͕c, kho̫ng cách xói ...........................................................21 2.3.1.1 Ĉѭӡng kính cӑc .................................................................................21 2.3.1.2 Khoҧng cách xói................................................................................22 2.3.2 Sͱc ch͙ng c̷t cͯDÿ̭t n͉QVDXNKLÿ˱ͫc x͵ lý [8] ..................................23 2.4 LÝ THUYӂT MÔ PHӒ1*ĈҨT NӄN SAU KHI PHӨT VӲA JET GROUTING TRONG PHҪN TӰ HӲU HҤN PLAXIS V8.5............................................................................24 2.4.1 Mô hình s͵ dͭng mô ph͗ng trong ph̯n t͵ hͷu h̩n ................................24 2.4.2 Ph̯n t͵ ti͇p xúc .......................................................................................24 2.4.3 Mô hình Morh-Coulomb cho tính toán PTHH s͵ dͭng plaxis ................24 2.4.4 Mô hình Hardening Soil cho tính toán PTHH s͵ dͭng plaxis ................25 2.4.5 Thông s͙ ÿ̯u vào cͯDÿ̭t n͉n .................................................................27 2.4.5.1 Thông sӕ P{ÿXQ(YjKӋ sӕ poison Q ..............................................27 2.4.5.2 HӋ sӕ thҩm k......................................................................................28 2.4.6 Thông s͙ c͕c Jet Grouting.......................................................................29 2.4.7 Thi͇t k͇ c͕F-HW*URXWLQJWKHRSK˱˯QJSKiSK͟n hͫp v̵t li͏XW˱˯QJ ÿ˱˯QJ.................................................................................................................31 2.4.7.1 Thông sӕ cӫDÿҩWÿѭӧc xӱ lý.............................................................31 iii 2.5 LÝ THUYӂT Vӄ Ә1ĈӎNH CHӔNG TRӖI (BÙNG) CӪA HӔ Ĉ¬2[29] ...................33 2.5.1 Ki͋m tra ͝Qÿ͓nh ch͙ng tr͛i h͙ ÿjRWKHRSK˱˯QJSKiS7HU]DJKL– Peck ... .................................................................................................................34 2.5.2 3K˱˯QJSKiSWtQKFK͙ng tr͛Lÿi\NKLÿ͛ng thͥi xét c̫ c và M ................36 2.5.3 Công thͱc tính ͝Qÿ͓nh ch͙ng tr͛i theo quy trình h͙ ÿjRFͯD7K˱ͫng H̫i .................................................................................................................37 2.5.4 Tính ͝n ÿ͓nh ch͙ng tr͛Lÿi\E̹QJE˯PSKͭt ...........................................38 2.6 NHҰN XÉT ......................................................................................................39 &+ѬѪ1*.ӬNG DӨNG TÍNH TOÁN CHUYӆN Vӎ 7ѬӠ1*9Æ<9¬ĈҬY TRӖI HӔ Ĉ¬2&+2&Ð1*75Î1+ ..................................................................40 3.1 TӘNG QUAN Vӄ CÔNG TRÌNH .........................................................................40 3.1.1 Giͣi thi͏u chung: .....................................................................................40 3.1.2 Ĉ͓a ch̭t công trình..................................................................................41 3.1.3 Trình t͹ thi công ......................................................................................45 3.2 PHÂN TÍCH QUÁ TRÌNH THI CÔNG HӔ Ĉ¬2 .....................................................45 3.2.1 Phân tích quá trình thi công h͙ ÿjRE̹ng ph̯n tͳ hͷu h̩n (Plaxis V8.5) . .................................................................................................................45 3.2.1.1 Các thông sӕ ÿҫu vào ........................................................................45 3.2.1.2 Mô hình làm viӋc cӫDÿҩt trong Plaxis..............................................46 3.2.2 Phân tích quá trình thi công h͙ ÿjRFyTXDQWU̷c th͹c t͇.......................53 3.2.3 So sánh chuy͋n v͓ ngang cͯDW˱ͥng vây trong quá trình thi công h͙ ÿjR b̹ng ph̯n t͵ hͷu h̩n và quan tr̷c ..................................................................56 3.2.3.1 .KLÿjRÿҩt lҫn 1 ...............................................................................56 3.2.3.2 .KLÿjRÿҩt lҫn 2 ...............................................................................57 3.2.3.3 .KLÿjRÿҩt lҫn 3 ...............................................................................58 3.2.3.4 .KLÿjRÿҩt lҫn 4 ...............................................................................59 3.2.3.5 .KLÿjRÿҩt lҫn 5 ...............................................................................60 3.3 PHÂN TÍCH ӬNG DӨNG JET G5287,1*Ĉӆ GIҦM CHUYӆN Vӎ NGANG CӪA HӔ .................................................................................................................61 Ĉ¬2 3.3.1 Thi͇t b͓ thi công .......................................................................................61 3.3.1.1 Trình tӵ thi công cҧi tҥRÿҩWWKHRSKѭѫQJSKiS-HW*URXWLQJ ..........61 3.3.1.2 Quy trình vұn hành:...........................................................................62 3.3.1.3 Thông sӕ cӫa cӑc JGPs khi thi công .................................................62 3.3.2 Mô ph͗ng công trình Petroland trong ph̯n t͵ hͷu h̩n .........................63 3.3.2.1 3KѭѫQJSKiSP{SKӓng ....................................................................63 3.3.2.2 Mô phӓng cӑc JGPs làm viӋFQKѭSKѭѫQJSKiSYұt liӋu riêng biӋt (PP RAS: the real allocation simulation) ......................................................64 iv 3.3.2.3 Mô phӓng cӑc JGPs làm viӋFQKѭSKѭѫQJSKiSYұt liӋXWѭѫQJÿѭѫQJ (PP EMS: Equivalent material simulution)...................................................66 3.3.3 K͇t qu̫ chuy͋n v͓ W˱ͥng vây sau khi gia c͙ ÿ̭t b̹QJSK˱˯QJSKiSSKͭt vͷa áp l͹c cao ...................................................................................................69 3.3.3.1 KӃt quҧ chuyӇn vӏ Wѭӡng vây sau khi gia cӕ ÿҩt bҵQJSKѭѫQJSKiS phөt vӳa áp lӵFFDRWKHRSKѭѫQJSKiSYұt liӋu riêng biӋt ............................69 3.3.3.2 KӃt quҧ chuyӇn vӏ Wѭӡng vây sau khi gia cӕ ÿҩt bҵQJSKѭѫQJSKiS phөt vӳa áp lӵFFDRWKHRSKѭѫQJSKiSYұt liӋXWѭѫQJÿѭѫQJ.......................70 3.3.3.3 KӃt quҧ chuyӇn vӏ Wѭӡng vây sau khi gia cӕ ÿҩt bҵQJSKѭѫQJSKiS phөt vӳa áp lӵc cao vӟi tӹ lӋ 5% ( I r =5%)....................................................72 3.3.3.4 KӃt quҧ chuyӇn vӏ Wѭӡng vây sau khi gia cӕ ÿҩt bҵQJSKѭѫQJSKiS phөt vӳa áp lӵc cao vӟi tӹ lӋ 10% (I r =10%).................................................73 3.3.3.5 KӃt quҧ chuyӇn vӏ Wѭӡng vây sau khi gia cӕ ÿҩt bҵQJSKѭѫQJSKiS phөt vӳa áp lӵc cao vӟi tӹ lӋ 15% (I r =15%).................................................74 3.3.3.6 KӃt quҧ chuyӇn vӏ Wѭӡng vây sau khi gia cӕ ÿҩt bҵQJSKѭѫQJSKiS phөt vӳa áp lӵc cao vӟi tӹ lӋ 20% ( I r =20%)................................................75 3.3.4 K͇t qu̫ ÿ͡ lún xung quanh h͙ ÿjR..........................................................76 3.3.5 Ki͋m tra ͝Qÿ͓nh ch͙ng tr͛Lÿi\K͙ ÿjR..................................................77 3.3.5.1 Tính әQÿӏnh chӕQJÿҭy trӗLÿi\Kӕ ÿjRNKLÿӗng thӡi xét cҧ c và M78 3.3.5.2 Tính әQÿӏnh chӕQJÿҭy trӗi hӕ ÿjREҵQJSKѭѫQJSKiSEѫPSKөt...80 3.4 NHҰN XÉT ......................................................................................................81 KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ ...............................................................................81 I. KӃt luұn ....................................................................................................81 II. KiӃn nghӏ ..................................................................................................82 +ѭӟng nghiên cӭu tiӃp theo .....................................................................83 TÀI LIӊU THAM KHҦO ......................................................................................84 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, thị trường xây dựng ở Việt Nam đã bùng nổ với hàng loạt công trình nhà cao tầng mọc lên nhanh chóng ở các đô thị lớn, đặc biệt là thành phố Hồ Chí Minh. Móng nhà cao tầng là cấu kiện chiếm phần lớn thời gian thi công cũng như kinh phí. Đặc biệt đối với móng nhà cao tầng trên nền đất yếu. Vấn đề xây dựng công trình trên đất yếu là một đề tài được nhiều nước trên thế giới quan tâm và tiến hành nghiên cứu có hệ thống, bởi đây là một hiện tượng rất thường gặp trong quá trình xây dựng, nếu không có các biện pháp xử lý thích hợp thường dễ bị mất ổn định toàn khối dẫn đến ảnh hưởng chất lượng công trình. Ở nước ta, vấn đề xử lý đất yếu vẫn còn là một công việc mới mẽ. Cho đến nay vẫn chưa có một đánh giá mang tính toàn diện về tình hình xây dựng và khai thác công trình trên đất yếu, chưa có các đối chiếu giữa lý thuyết và thực tế thi công như độ lún, độ ổn định, chuyển vị … hay nghiên cứu về sự thay đổi các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất yếu sau khi được xử lý,… Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị mất ổn định, sập như công trình cao tầng, công trình giao thông, cảng… do xây dựng trong đất yếu mà chưa có biện pháp xử lý đất yếu một cách hiệu quả và triệt để. Đây là một vấn đề khó khăn, đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức và kinh nghiệm thi công thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự cố không mong muốn. Do vậy, để đánh giá mức độ ổn định và đảm bảo điều kiện làm việc lâu dài của công trình, việc xử lý đất yếu dưới công trình là vấn đề cần thiết hiện nay. Có nhiều phương pháp xử lý đất yếu cho công trình cao tầng như cọc cát, cọc đất trộn xi măng, cọc vôi, phương pháp hạ mực nước ngầm… Một trong những biện pháp để xử lý nền đất yếu dưới công trình cao tầng là giải pháp xử lý bằng phương pháp phụt vữa xi măng áp lực cao. 2. Mục tiêu nghiên cứu Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị ngang của tường vây khi công trình cao tầng có hố đào sâu trên tầng đất yếu. 2 Phân tích ảnh hưởng của áp lực phụt vữa, khoảng cách phụt vữa tới chất lượng bê tông nền sau khi phụt. Phân tích hiện tượng đẩy trồi đáy hố đào khi công trình cao tầng có hố đào sâu trên lớp đất yếu. Phân tích, dự đoán lún xung quanh hố đào trong quá trình thiết kế, nghiên cứu. 3. Phương pháp nghiên cứu Phân tích cơ sở lý thuyết, đánh giá về phương pháp phụt vữa áp lực cao để xử lý nền đất yếu dưới đáy hố đào. Phân tích mô phỏng bằng phần mềm plaxis V8.5 để kiểm tra ổn định. 4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn Giải pháp phụt vữa áp lực cao giúp hạn chế chuyển vị tường vây trong quá trình thi công hố đào. Giải pháp phụt vữa áp lực cao gia cường nền đất nhằm ngăn không cho nền bị phá hoại trong trường hợp tải trọng tác dụng vượt quá giới hạn cho phép. Giải pháp phụt vữa áp lực cao làm tăng hệ số ổn định của hố đào. Tránh hiện tưởng hóa lỏng của nền.  Tại Việt Nam, công nghệ phụt nói chung còn đang tồn tại nhiều vấn đề cơ bản: Công nghệ phụt trong các quy trình và tiêu chuẩn ngành hiện mới dừng ở phụt phân đoạn thụ động. Vữa phụt chưa có hệ thống hóa chi tiết về thành phần, thông số và chỉ tiêu cho từng mục đích và công nghệ sử dụng. Các phương pháp và công nghệ phụt được quy định dựa chủ yếu trên tiêu chuẩn của Liên Xô từ nhiều thập niên trước, đã lỗi thời so với chính nước Nga ngày nay. Cơ quan quản lý chuyên ngành chậm cập nhật những tiến bộ công nghệ và lý thuyết vào các quy định lâu dài và tạm thời. 3 Những dự án xây dựng lớn và phức tạp đòi hỏi xử lý nền móng bằng công nghệ phụt ngày càng nhiều, sự lạc hậu của quy trình đã và sẽ còn gây khó khăn cho sự thống nhất chất lượng và kiểm tra, giám sát, đánh giá. 5. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi đề tài chỉ nghiên cứu sự ổn định của tầng đất yếu sau khi dùng giải pháp phụt vữa áp lực cao để xử lý nền đất yếu dưới công trình cao tầng, chưa xét tới chất lượng bê tông, công nghệ sử dụng trong quá trình thi công. Thời gian nghiên cứu đề tài còn ngắn, kiến thức cũng như kinh nghiệm còn nhiều hạn chế.