Phân tích ổn định tường vây trong hố đào sâu được gia cường bằng cọc xi măng đất

Tóm tắt Phân tích ổn định tường vây trong hố đào sâu được gia cường bằng cọc xi măng đất: ...ngang của tường vây trong hố đào sâu Theo Chang-Yu Ou (2006) [1] có ba phƣơng pháp phân tích chuyển vị ngang của tƣờng vây: phƣơng pháp giản đơn, phƣơng pháp dầm trên nền đàn hồi và phƣơng pháp phần tử hữu hạn. Phương pháp giản đơn dựa trên những trƣờng hợp trong qua khứ để xây dựng nên ...iều lớp phù sa và lớp đất sét yếu, mực nƣớc ngầm xuất hiện ở độ sâu GL-3,3m. Tƣờng vây Diaphragm wall dày 600mm, sâu đến độ sâu - 21m. Hố đào sâu 9,31m, với ba cấp độ thanh chống đƣợc sử dụng để h trợ trong quá trình thi công hố đào. [hình 17]. Mặt bằng công trình có chiều dài 51m, rộng ...  Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo khối (PA4) cho kết quả chuyển vị là 28,7mm. Nhƣ vậy, phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo dải tƣờng đơn (PA2) và phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo khối (PA4) đem lại hiệu quả trong việc khống chế chuyển vị ngang của tƣờng vây. b) Kết quả nộ...

pdf16 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 21/02/2024 | Lượt xem: 24 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Phân tích ổn định tường vây trong hố đào sâu được gia cường bằng cọc xi măng đất, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
n chuyển 
vị ngang của tƣờng vây trong hố đào sâu. Tuy 
nhiên lý thuyết cơ bản của hai phƣơng pháp này 
thì không thật sự đơn giản đặc biệt là phƣơng 
pháp phần tử hữu hạn. 
Trong phƣơng pháp phần tử hữu hạn 
M.Mitew [2] đã sử dụng mô hình Mohr-
Coulomb trong phần mềm Plaxis 2D để phân 
tích. Độ cứng của đất nền đƣợc M.Mitew chia ra 
làm bốn trƣờng hợp; FEM 1: độ cứng đất nền 
dựa theo tiêu chuẩn Ba Lan, FEM 2: độ cứng 
đất nền dựa theo những nghiên cứu trƣớc đó, 
FEM 3: độ cứng đất nền dựa vào kết quả khảo 
sát địa chất, FEM 4: độ cứng đất nền dựa vào 
kết quả đo đạc ứng suất tại hiện trƣờng. 
Tất cả những kết quả phân tích đƣợc so sánh 
với kết quả quan trắc tại hiện trƣờng. M.Mitew 
đã nhận xét việc tính toán bằng phƣơng pháp 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 82 
ứng suất phụ thuộc cho kết quả rất biến động vì 
phụ thuộc nhiều vào cách xác định hệ số Kh. 
Trong khi đó việc tính toán bằng phƣơng pháp 
phần tử hữu hạn cho kết quả tính ít biến động và 
gần sát với kết quả quan trắc. 
2.2. Tƣờng vây cọc barrette 
Đã có nhiều nghiên cứu về sự làm việc của 
hệ tƣờng vây cọc barrette trong thi công hố đào 
sâu, nhƣng hầu hết các nghiên cứu đều mô 
phỏng tƣờng vây là phần tử tấm Plate liên tục 
[hình 9]. 
Hình 9: T ng vây mô hình tấm Plate 
Xét trên phƣơng diện bài toán phẳng nhƣ 
[hình 9] chỉ phù hợp với công trình có nhịp 
tƣờng vây liên tục trên mét dài. Hiện nay vẫn có 
thể phân tích tƣờng vây trên mô hình 3D, nhƣng 
vẫn xem phần tử tấm là liên tục làm việc theo 
hai phƣơng. 
Thực tế tƣờng vây cọc barrette là hệ tƣờng 
gồm các khối cọc barrette đơn nguyên bố trí liên 
tục với nhau tạo thành hệ tƣờng [hình 10], do 
vậy độ cứng của hệ tƣờng vây cọc barrtte theo 
phƣơng đứng và phƣơng ngang là hoàn toàn 
khác nhau. 
Hình 10: T ng vây cọc barrette 
Hình 11: T ng vây cọc barrette thực tế 
Tƣờng vây là một hệ các cọc barrette riêng 
biệt đƣợc bố trí nối các đoạn tƣờng lại với nhau 
bằng các đầu nối đặc biệt, vì vậy mà độ cứng 
của hệ tƣờng vây chỉ làm việc theo phƣơng 
đứng, mô men kháng uốn của tƣờng vây theo 
phƣơng ngang bằng không [hình 11]. 
2.3. Cọc i măng đất 
a. Phương pháp tính toán theo quan điểm 
trụ làm việc như cọc 
Theo quan điểm này đòi hỏi trụ phải có độ 
cứng tƣơng đối lớn và các đầu trụ này đƣợc đƣa 
vào tầng đất chịu tải. Khi đó lực truyền vào 
móng sẽ chủ yếu đi vào các trụ xi măng đất (bỏ 
qua sự làm việc của nền dƣới đáy móng). 
Khả năng chịu lực của công trình phụ thuộc 
vào số lƣợng và cách bố trí các trụ trong khối 
móng, đảm bảo cho móng trụ không phát sinh 
biến dạng và lún quá lớn. 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 83 
b. Phương pháp tính toán theo quan điểm 
nền tương đương 
Để cho tiện việc tính toán và mô phỏng, các 
cọc Jet Grouting và đất nền đƣợc xem nhƣ làm 
việc theo một khối đồng nhất và đƣợc quy đổi 
thành một khối vật liệu tƣơng đƣơng [hình 12]. 
Hình 12: Cải t o đất duới đáy hố đào 
Với việc áp lực đất tác dụng lên bề mặt h n 
hợp bao gồm các khu đất đƣợc cải tạo và khu 
vực đất không đƣợc cải tạo ở dƣới đáy hố đào, 
công thức tính đề nghị đánh giá các tính chất 
vật liệu tổng thể của h n hợp mặt đất theo 
Chang-Yu Ou, Tzong-Shiann Wu, Hsii-Sheng 
Hsieh (2007). 
Peq = PgIr
m
 + Pc(1-Ir
m
) 
3. PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TƢỜNG VÂY 
TRONG HỐ ĐÀO SÂU ĐƢỢC GIA 
CƢỜNG BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT 
Chang-Yu Ou (2007) [3] cho rằng chuyển vị 
tƣờng và độ lún là nguyên nhân gây ra các phá 
hủy đến các công trình lân cận và để giải quyết 
vấn đề này tác giả sử dụng cọc xi măng đất để 
gia cƣờng nền đất yếu trong quá trình thi công 
hố đào sâu. 
Trong nghiên cứu này tác giả sử dụng công 
trình thực tế thuộc khu vực Đài Bắc, chiều dài 
công trình 51m, rộng 24m và đào sâu 9,31m, 
tƣờng Diaphragm wall dày 600mm, cắm sâu 
đến độ sâu -21m, có lắp đặt 05 thiết bị quan trắc 
chuyển vị ngang SI-1, SI-2, SI-3, SI-4, SI-5 
[hình 14]. 
Hình 14: Mặt bằng Dự án Song - San 
Tác giả đƣa ra nhiều giải pháp thiết kế từ 
những phân tích bằng phƣơng pháp số, đƣa ra 
kết luận rằng do hiệu ứng góc nên không cần 
thiết phải tăng cƣờng cọc xi măng đất trong khu 
vực hố đào, phạm vi 8m từ góc tƣờng vây [hình 
15, 16]. 
Hình 15: Ảnh h ởng hiệu ứng góc, 
 Chang-Yu Ou (2007) 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 84 
Hình 16: Kết quả nghiên cứu đ c áp d ng, 
Chan-Yu Ou (2007) 
Wengang Zhang (2020) [4] đã nghiên cứu 
hiệu quả sử dụng của cọc xi măng đất xử lý nền 
đất yếu trong thi công hố đào sâu. Tác giả sử 
dụng cọc xi măng đất đƣợc thi công bằng công 
nghệ Jet grout piles (JGP) để cải tạo các lớp đất 
dƣới đáy hố móng nhằm giữ ổn định chân tƣờng 
vây và giảm tải cho hệ thanh chống. 
Hình 17: Mặt c t ngang của hố đào Dự án 
Song - San mô phỏng theo Ou 
Trong nghiên cứu này, Zhang kế thừa và phát 
triển nghiên cứu của Chang-Yu Ou (2007), khảo 
sát công trình thực tế thuộc Dự án Song - San 
nằm ở khu vực K1 của lƣu vực Đài Bắc. Địa 
tầng gồm lớp đất đắp dày 1,5m, hệ tầng gồm 
nhiều lớp phù sa và lớp đất sét yếu, mực nƣớc 
ngầm xuất hiện ở độ sâu GL-3,3m. Tƣờng vây 
Diaphragm wall dày 600mm, sâu đến độ sâu -
21m. Hố đào sâu 9,31m, với ba cấp độ thanh 
chống đƣợc sử dụng để h trợ trong quá trình thi 
công hố đào. [hình 17]. 
Mặt bằng công trình có chiều dài 51m, rộng 
24m đƣợc sử dụng để nghiên cứu [hình 18]. 
Hình 18: Mặt bằng Dự án và hệ thanh chống 
3.1. Mô hình toán số 
Phần mềm Plaxis 3D [5] đã đƣợc sử dụng để 
tiến hành các phân tích số. Để đơn giản và do 
tính đối xứng, mô phỏng ¼ hình chữ nhật (mặt 
bằng 51m x 24m). Biên mô hình 50m x 100m x 
40m (trục xyz) đã đƣợc sử dụng để phân tích. 
a) Thông số đất nền 
Bảng 1: Thông số địa chất các lớp đất trong PLAXIS 3D. 
Thông 
số 
Đ ơn 
vị 
Lớp 1 
(Fill) 
Lớp 2 
(Silty clay) 
Lớp 3 
(Silty 
sand) 
Lớp 4 
(Silty clay) 
Lớp 5 
(Silty clay) 
Lớp 6 
(Silty clay) 
Đ ộ sâu m 0,0-1,5 1,5-3,8 3,8-9,7 9,7-15 15-20 > 20 
Mô hình HS HS HS HS HS HS 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 85 
Thông 
số 
Đ ơn 
vị 
Lớp 1 
(Fill) 
Lớp 2 
(Silty clay) 
Lớp 3 
(Silty 
sand) 
Lớp 4 
(Silty clay) 
Lớp 5 
(Silty clay) 
Lớp 6 
(Silty clay) 
Phân tích Drained 
Undrained 
(B) 
Drained 
Undrained 
(B) 
Undrained 
(B) 
Undrained 
(B) 
γunsat kN/m3 18,0 17,76 18,34 18,54 17,76 18,05 
γsat kN/m3 18,0 17,76 18,34 18,54 17,76 18,05 
kx m/day 1 0 1 0 0 0 
ky m/day 1 0 1 0 0 0 
E50ref kN/m2 5000 7500 7500 20400 27600 54000 
Eeodref kN/m2 5000 7500 7500 20400 27600 54000 
Eurref kN/m2 15000 22500 22500 61200 82800 162000 
m (-) 0,5 0 0,5 0 0 0 
Su kN/m2 - 15 - 34 46 87 
c’ref kN/m2 0 - 0 - - - 
φ' φ' (O) 28 - 29 - - - 
υur (-) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 
pref kN/m2 100 100 100 100 100 100 
Rf (-) 0,6 0,9 0,6 0,9 0,9 0,9 
b) Thông số cọc xi măng đất 
Bảng 2: Thông số cọc i măng đất 
Thông 
số 
γ 
(kN/m
3
) 
Su 
(kPa) 
E0
(MPa) 
Kích thƣớc 
(m) 
Base slab 18,5 170 100 Dày 0,8 m 
Jet grout pile 18,5 115 67 Dài 11,4m, D1600 
c) Thông số tường vây và thanh chống 
Tƣờng vây đƣợc mô hình hóa bằng các 
phần tử đàn hồi tuyến tính với độ cứng EwIw 
= 4,12×10
5
 kPa. Các thanh chống thép đƣợc 
mô hình hóa bằng các phần tử dầm đàn hồi 
tuyến tính với diện tích mặt cắt A= 218,69 
cm
2
 và cƣờng độ Es = 2,06×10
8
 kPa 
(H400x400x13x21). 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 86 
3.2. Các phƣơng án bố trí cọc i măng 
a) Bố trí cọc xi măng đất theo lưới tam giác 
Khoảng cách cọc xi măng đất (s) là 3,05m x 
3,23m, đƣờng kính cọc 1,6m, dài 11,4m, tỷ lệ 
thay thế cọc Li=72%L = 72% x 51m = 36,8m 
[hình 19]. 
Hình 19: Mặt bằng bố trí cọc JGP 
Hình 20: Bố trí cọc xi măng đất theo l ới 
 tam giác (PA1) 
b) B trí ọ i ă đất t eo dải 
tƣờ đơ 
Hình 21: Bố trí cọc xi măng đất theo dải t ng 
đơn PA2 
c) Bố trí cọc xi măng đất theo ô cờ 
Hình 22: Bố trí cọc xi măng đất theo ô c PA3 
d) Bố trí cọc xi măng đất theo khối 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 87 
Hình 23: Bố trí cọc xi măng đất theo khối PA4 
3.3. Mô phỏng trong Pla is 3D 
Cọc xi măng đất đƣợc mô hình hóa bằng 
phần tử volume trong Plaxis 3D. 
Hình 24: Mô hình cọc xi măng đất bố trí theo 
l ới tam giác trong phần mềm PLAXIS 3D 
Hình 25: Mô hình cọc xi măng đất bố trí theo 
dải t ng đơn trong phần mềm PLAXIS 3D 
Hình 26: Mô hình cọc xi măng đất bố trí theo 
ô c trong phần mềm PLAXIS 3D 
Hình 27: Mô hình cọc xi măng đất bố trí theo 
khối trong phần mềm PLAXIS 3D 
3.4. Kết quả u ể vị v ội l 
 ủ tƣờ vâ t eo p ƣơ X, vị trí ảo 
sát SI-1 
a) Kết quả chuyển vị ngang (Ux) của tường 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 88 
Hình 28: Kết quả chuyển vị ngang của t ng 
vây trong ph ơng án bố trí cọc xi măng đất 
theo l ới tam giác t i vị trí khảo sát SI-1 
Qua phân tích phần tử hữu hạn Plaxis 3D 
[hình 28], cho thấy chuyển vị lớn nhất của 
tƣờng vây theo phƣơng án bố trí cọc xi măng 
đất theo lƣới tam giác (PA1) tại vị trí khảo sát 
SI-1 là 35,8mm và chuyển vị lớn nhất theo quan 
trắc tại vị trí SI-1 là 35,6mm (Chang-Yu Ou, 
2007). Kết quả chuyển vị lớn nhất của tƣờng 
vây theo PA1 so với kết quả quan trắc có sự 
tƣơng đồng về độ lớn và hình dạng đƣờng cong 
chuyển vị ngang tƣờng theo độ sâu. 
Kết quả quan trắc đƣợc đo đạc, kiểm chứng 
tại hiện trƣờng có sự khác biệt so với các kết 
quả thu đƣợc từ phân tích số ở độ sâu từ 0m 
đến 6m [hình 29], do sau khi đã thi công xong 
tƣờng vây, bắt đầu tiến hành bƣớc đào đất và 
sau đó mới lắp đặt hệ thanh chống, vì vậy 
tƣờng vây đã bị chuyển vị khi thanh chống 
chƣa đƣợc lắp đặt; Đối với các kết quả trong 
mô phỏng tính toán bằng phần mềm Plaxis 
3D, sau khi đã thi công xong tƣờng vây, việc 
thi công các bƣớc đào và kích hoạt thanh 
chống diễn ra đồng thời nên tƣờng không bị 
chuyển vị trƣớc, tuy nhiên đầu tƣờng vây dễ 
bị dịch chuyển âm do kích hoạt hệ thanh 
chống và tải ứng suất trƣớc. 
Từ kết quả phân tích, quan sát thấy rằng kết 
quả phân tích từ phần tử hữu hạn Plaxis 3D mô 
phỏng theo các phép đo tại ch một cách hợp lý 
cả về định tính và định lƣợng, vì vậy xác định 
mô hình số hiện tại. Do đó, cùng một mô hình 
số sẽ đƣợc tác giả sử dụng để phân tích các 
trƣờng hợp bố trí cọc xi măng đất theo các 
phƣơng án khác nhau. 
Hình 29: Kết quả chuyển vị ngang t ng vây 
của các ph ơng án t i vị trí khảo sát SI-1 
Kết quả phân tích quá trình thi công hố đào 
khi chƣa gia cố nền bằng cọc xi măng đất 
(PA0), chuyển vị ngang tƣờng vây lớn nhất là 
62,3mm. 
Khi nền đƣợc cải thiện, gia cố bằng cọc xi 
măng đất cùng một tỷ lệ thay thế cọc trên chiều 
dài mặt bằng Li=72%L = 72% x 51m = 36,8m 
[hình 19] và cùng với thể tích xi măng đất thay 
thế nhƣ nhau khoảng 500m3 thì chuyển vị của 
tƣờng vây tại vị trí SI-1 cho kết quả nhƣ sau 
[hình 29]: 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 89 
 Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo 
lƣới tam giác (PA1) cho kết quả chuyển vị 
ngang tƣờng vây là 35,8mm. 
 Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo dải 
tƣờng đơn (PA2) cho kết quả chuyển vị là 
27,7mm. 
 Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo ô 
cờ (PA3) cho kết quả chuyển vị là 32,4mm. 
 Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo 
khối (PA4) cho kết quả chuyển vị là 28,7mm. 
Nhƣ vậy, phƣơng án bố trí cọc xi măng đất 
theo dải tƣờng đơn (PA2) và phƣơng án bố trí 
cọc xi măng đất theo khối (PA4) đem lại hiệu 
quả trong việc khống chế chuyển vị ngang của 
tƣờng vây. 
b) Kết quả nội lực tường vây theo phương X 
Mô men lớn nhất trong trƣờng hợp không xử 
lý nền có giá trị là 1.640,5 kNm [hình 30], khi 
nền đƣợc gia cố bằng cọc xi măng đất với 
phƣơng án bố trí theo lƣới tam giác, giá trị Mô 
men lớn nhất là 940,3 kNm [bảng 3], giảm 43%; 
Đối với các phƣơng án bố trí xi măng đất tiếp 
xúc trực tiếp vào tƣờng vây giá trị Mô men 
giảm từ 51%-59% so với trƣờng hợp không xử 
lý nền và giảm từ 14%-28% so với phƣơng án 
bố trí theo lƣới tam giác. 
Lực cắt lớn nhất trong trƣờng hợp không xử 
lý nền có giá trị là 2.112,8 kN [hình 31], khi nền 
đƣợc gia cố bằng cọc xi măng đất với phƣơng 
án bố trí theo lƣới tam giác có giá trị lực cắt lớn 
nhất là 1.309,7 kN [bảng 3], giảm 38%; Đối với 
các phƣơng án bố trí xi măng đất tiếp xúc trực 
tiếp vào tƣờng vây thì giá trị lực cắt giảm từ 
46%-56% so với trƣờng hợp không xử lý nền và 
giảm từ 14%-28% so với phƣơng án bố trí theo 
lƣới tam giác. 
Hình 30: Mô men uốn t ng vây của các 
ph ơng án t i vị trí khảo sát SI-1 
Hình 31: Lực c t t ng vây của các 
ph ơng án t i vị trí khảo sát SI-1 
Bảng 3: Tổng hợp kết quả chu ển vị ngang và nội lực của tƣờng vâ tại SI-1 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 90 
Phƣơng án 
Thể tích xi 
măng đất 
(m
3
) 
Chuyển vị 
ngang 
 lớn nhất 
tại SI-1 
(mm) 
M11 
 max 
tại SI-1 
(kNm) 
Lực cắt Q13 
max tại SI-1 
(kN) 
Kết quả quan trắc 492,9 35,6 
PA0 - Không xử lý nền 0,0 62,3 1640,5 2112,8 
PA1 - Bố trí cọc xi măng đất 
theo lƣới tam giác 
492,9 35,8 940,3 1309,7 
PA2 - Bố trí cọc xi măng đất 
theo dải tƣờng đơn 
472,5 27,7 765,7 1110,0 
PA3 - Bố trí cọc xi măng đất 
theo ô cờ 
478,8 32,4 806,4 1130,8 
PA4 - Bố trí cọc xi măng đất 
theo khối 
475,2 28,7 674,5 936,7 
Kết quả phân tích đƣợc tổng hợp tại [bảng 3], 
ta thấy khi nền đƣợc cải thiện, gia cố bằng cọc 
xi măng đất theo tỷ lệ thay thế cọc Li=72%L = 
72% x 51m = 36,8m [hình 19], cùng với thể tích 
xi măng đất thay thế nhƣ nhau khoảng 500m3 
thì phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo dải 
tƣờng đơn (PA2) và phƣơng án bố trí cọc xi 
măng đất theo khối (PA4) cho kết quả chuyển 
vị, mô men và lực cắt theo phƣơng X nhỏ nhất. 
3.5. Kết quả chu ển vị ngang và nội lực 
của tƣờng vâ theo phƣơng Y, vị trí khảo sát 
SI-2 
a) Kết quả chuyển vị ngang (Uy) của tường 
Hình 32: Kết quả chuyển vị ngang của t ng 
vây trong ph ơng án bố trí cọc xi măng đất theo 
l ới tam giác t i vị trí khảo sát SI-2 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 91 
Hình 33: Kết quả chuyển vị ngang t ng vây 
của các ph ơng án t i vị trí khảo sát SI-2 
Qua phân tích phần tử hữu hạn Plaxis 3D 
[hình 32], cho thấy chuyển vị lớn nhất của 
tƣờng vây theo phƣơng án bố trí cọc xi măng 
đất theo lƣới tam giác (PA1) tại vị trí khảo sát 
SI-2 thu đƣợc là 30,4mm và chuyển vị lớn nhất 
theo quan trắc tại vị trí SI-2 là 31,7mm (theo 
Chang-Yu Ou, 2007). So sánh kết quả chuyển vị 
lớn nhất của tƣờng vây theo PA1 với kết quả 
quan trắc có sự tƣơng đồng về độ lớn và hình 
dạng đƣờng cong chuyển vị ngang tƣờng vây 
theo độ sâu. 
Kết quả phân tích quá trình thi công hố đào 
khi chƣa gia cố nền bằng cọc xi măng đất 
(PA0), chuyển vị ngang tƣờng vây lớn nhất là 
43,8mm. 
Khi nền đƣợc cải thiện, gia cố bằng cọc xi 
măng đất cùng một tỷ lệ thay thế cọc trên chiều 
dài mặt bằng Li=72%L = 72% x 51m = 36,8m 
[hình 19] và cùng với thể tích xi măng đất thay 
thế nhƣ nhau khoảng 500m3 thì chuyển vị của 
tƣờng vây tại vị trí SI-2 cho kết quả nhƣ sau 
[hình 33]: 
 Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo 
lƣới tam giác (PA1) cho kết quả chuyển vị 
ngang tƣờng vây là 30,4mm. 
 Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo dải 
tƣờng đơn (PA2) cho kết quả chuyển vị là 
25,2mm. 
 Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo ô 
cờ (PA3) cho kết quả chuyển vị là 27,2mm. 
 Phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo 
khối (PA4) cho kết quả chuyển vị là 26,1mm. 
Nhƣ vậy, phƣơng án bố trí cọc xi măng đất 
theo dải tƣờng đơn (PA2) và phƣơng án bố trí 
cọc xi măng đất theo khối (PA4) đem lại hiệu 
quả trong việc khống chế chuyển vị ngang của 
tƣờng vây. 
b) Kết quả nội lực tường vây theo phương Y 
Mô men lớn nhất trong trƣờng hợp không xử 
lý nền có giá trị là 827,3 kNm [hình 34], khi nền 
đƣợc gia cố bằng cọc xi măng đất với phƣơng 
án bố trí theo lƣới tam giác có giá trị Mô men 
lớn nhất là 537,8 kNm [bảng 4], giảm 35%; Đối 
với các phƣơng án bố trí xi măng đất tiếp xúc 
trực tiếp vào tƣờng vây thì giá trị Mô men giảm 
từ 38%-42% so với trƣờng hợp không xử lý nền 
và giảm từ 5%-11% so với phƣơng án bố trí 
theo lƣới tam giác. 
Lực cắt lớn nhất trong trƣờng hợp không xử 
lý nền có giá trị là 1.250,5 kN [hình 35], khi nền 
đƣợc gia cố bằng cọc xi măng đất với phƣơng 
án bố trí theo lƣới tam giác có giá trị lực cắt lớn 
nhất là 861,3 kN [bảng 4], giảm 31%; Đối với 
các phƣơng án bố trí xi măng đất tiếp xúc trực 
tiếp vào tƣờng vây thì giá trị lực cắt giảm từ 
36%-39% so với trƣờng hợp không xử lý nền và 
giảm từ 6%-12% so với phƣơng án bố trí theo 
lƣới tam giác. 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 92 
Hình 34: Mô men uốn t ng vây của các 
ph ơng án t i vị trí khảo sát SI-2 
Kết quả phân tích đƣợc tổng hợp tại [bảng 4], 
khi nền đƣợc cải thiện, gia cố bằng cọc xi măng 
đất theo tỷ lệ thay thế cọc Li=72%L = 72% x 
51m = 36,8m [hình 19], cùng với thể tích xi 
măng đất thay thế nhƣ nhau khoảng 500m3 thì 
phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo dải tƣờng 
đơn (PA2) và phƣơng án bố trí cọc xi măng đất 
theo khối (PA4) cho kết quả chuyển vị, mô men, 
lực cắt theo phƣơng Y nhỏ nhất. 
Hình 35: Lực c t t ng vây của các 
 ph ơng án t i vị trí khảo sát SI-2 
Bảng 4: Tổng hợp kết quả chu ển vị ngang và nội lực của tƣờng vâ tại SI-2 
Phƣơng án 
Thể tích xi 
măng đất 
(m
3
) 
Chuyển vị ngang 
 lớn nhất 
tại SI-2 (mm) 
M11 
 max 
tại SI-2 
(kNm) 
Lực cắt Q13 
max tại SI-2 
(kN) 
Kết quả quan trắc (Chang - Yu Ou) 492,9 31,7 
PA0 - Không xử lý nền 0 43,8 827,3 1250,5 
PA1 - Bố trí cọc xi măng đất theo 
lƣới tam giác 
492,9 30,4 537,8 861,3 
PA2 - Bố trí cọc xi măng đất theo 
dải tƣờng đơn 
472,5 25,2 478,9 770,9 
PA3 - Bố trí cọc xi măng đất theo ô cờ 478,8 27,2 510.3 806,5 
PA4 - Bố trí cọc xi măng đất theo khối 475,2 26,1 485.0 761,4 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2021 93 
4. KẾT LUẬN 
Qua kết quả phân tích, so sánh các phƣơng 
án bố trí cọc xi măng đất để gia cố nền nhằm 
làm giảm chuyển vị ngang tƣờng vây trong 
thi công hố đào sâu, có thể rút ra một số kết 
luận sau: 
 Tại vị trí quan trắc SI-1: Phƣơng án bố trí 
cọc xi măng đất theo dải tƣờng đơn (PA2) và 
phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo khối 
(PA4) cho kết quả chuyển vị nhỏ nhất là 
27,7mm và 28,7mm, giảm từ 20%-22% so với 
phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo lƣới tam 
giác, mang lại hiệu quả trong việc khống chế 
chuyển vị ngang của tƣờng vây; Đồng thời, giá 
trị nội lực trong tƣờng vây gồm Mô men giảm 
khoảng 23% và lực cắt giảm khoảng 22% so với 
phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo lƣới tam 
giác (PA1). 
 Tại vị trí quan trắc SI-2: Phƣơng án bố trí 
cọc xi măng đất theo dải tƣờng đơn (PA2) và 
phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo khối 
(PA4) cho kết quả chuyển vị nhỏ nhất là 
25,2mm và 26,1mm, giảm từ 14%-17% so với 
phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo lƣới tam 
giác, mang lại hiệu quả trong việc khống chế 
chuyển vị ngang của tƣờng vây; Đồng thời, giá 
trị nội lực trong tƣờng vây gồm Mô men giảm 
khoảng 10% và lực cắt giảm khoảng 11% so với 
phƣơng án bố trí cọc xi măng đất theo lƣới tam 
giác (PA1). 
Kiến nghị: Mặc dù có nhiều phƣơng án bố trí 
cọc xi măng đất để gia cố đáy hố đào, giữ ổn 
định chân tƣờng vây, tuy nhiên nên bố trí cọc xi 
măng đất theo dải tƣờng hoặc theo khối tiếp xúc 
trực tiếp và vuông góc với tƣờng vây để mang 
lại hiệu quả trong việc khống chế chuyển vị 
ngang và làm giảm nội lực trong tƣờng. 
Lời cảm ơn 
Chúng tôi xin cảm ơn Trƣờng Đại học Bách 
Khoa, ĐHQG-HCM đã h trợ thời gian, phƣơng 
tiện và cơ sở vật chất cho nghiên cứu này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Chang-Yu Ou. Deep Excavation 
Theory and Practice. London:Taylor & 
Francis Group, 2006. 
[2] M.Mitew (2006). "Numerial analysis of 
displacement of diaphragm wall". Geotechnical 
aspects of underground construction in soft 
ground, pp.615-62,Tailor & Framcis, London, 
UK, 2006. 
[3] Chang-Yu Ou, Fu Chen Teng, I-Wen 
Wang. “Analysis and design of partial ground 
inprovement in deep excavation’’, Computers 
and Geotechnics 35, pp 576-584, 2007. 
[4] Wengang Zhang, Yongqin Li, A.T.C. 
Goh, Runhong Zhang. “Numerical study of the 
performance of jet grout piles for braced 
excavations in soft clay”, Computers and 
Geotechnics 124 (2020) 103631. 
[5] PLAXIS 3D Manual 2018. 
Ng i phản biện: PGS,TS. NGUYỄN VĂN DŨNG 

File đính kèm:

  • pdfphan_tich_on_dinh_tuong_vay_trong_ho_dao_sau_duoc_gia_cuong.pdf