Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng: Thiết kế thi công giếng chìm trong hệ thống đường ống cấp nước ngầm 2400mm của thành phố Hồ Chí Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận văn nhằm đánh giá đầy đủ điều kiện địa chất thủy văn của khu vực xây dựng liên quan đến mực nước ngầm cao nhất, thấp nhất để có số liệu tính toán tin cậy. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng: Thiết kế thi công giếng chìm trong hệ thống đường ống cấp nước ngầm 2400mm của thành phố Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH -------------- HUỲNH THỊ TÚ QUYÊN THIẾT KẾ THI CÔNG GIẾNG CHÌM TRONG HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG CẤP NƯỚC NGẦM 2400mm CỦA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH. TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG TP.HCM – 2020
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Xây dựng công trình ngầm đô thị theo phương pháp đào mở - PGS.TS Nguyễn Bá Kế, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội. [2] Công trình ngầm giao thông đô thị - Giáo sư, Viện sĩ L.V. Makopski, Người dịch TS. Nguyễn Đức Nguôn, NXB Xây dựng. [3] Kỹ thuật khai thác nước ngầm – TS. Phạm Ngọc Hải – TS. Phạm Việt Hòa, Trường Đại học Thủy Lợi. [4] Cơ học và tính toán kết cấu chống giữ công trình ngầm – Ts. Trần Tuấn Minh, NXB Xây dựng. [5] Tính toán thiết kế công trình ngầm – Trần Thanh Giám – Tạ Tiến Đạt, NXB Xây dựng. [6] Thi công móng cầu chính Cầu Bãi Cháy bằng phương pháp giếng chìm hơi ép. [7] Thi công công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị - ThS. Nguyễn Văn Thịnh, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội. [8] Hội thảo: “Những bài học kinh nghiệm Quốc tế và Việt Nam về công trình ngầm đô thị” – thành phố Hồ Chí Minh 22/10/2018 [9] Pipe Jacking Association 01/2017 (www.pipejacking.org) [10] Vài nét về công nghệ khoan kích ống ngầm – Giải pháp hữu hiệu cho xây dựng hạ tầng ngầm đô thị Việt Nam – Th. S Nguyễn Thị Minh Hạnh [11] Pipe Jacking up to ID800 – information 28-1a [12] Pipe jacking and Microtunnelling.
20 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG Trong trường hợp kiểm tra đẩy trồi giếng, MNN dâng đến cao trình TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH mặt đất là trường hợp bất lợi nhất. Kết quả kiểm tra cho thấy cần phải bổ -------------- sung lực kích giữ cho giếng SH-4 không bị đẩy trồi trong quá trình thi công. Kết quả phân tích quá trình hạ giếng SH-2 và SH-4, cho thấy tùy giai đoạn thi công, tùy điều kiện đất nền bên dưới, cần phải thiết kế bổ sung hệ HUỲNH THỊ TÚ QUYÊN khung kích đẩy bổ sung với lực kích tối đa là 1000 tấn và lực giữ ổn định giếng không bị tụt là 17 tấn. Đô lún của giếng SH-2 và SH-4 trong trường hợp cụ thể này là không cần xem xét do áp lực gây lún nhỏ hơn không. THIẾT KẾ THI CÔNG GIẾNG CHÌM TRONG HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG CẤP NƯỚC NGẦM 2400mm CỦA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH. Dựa trên nhận xét đưa ra một vài kiến nghị sau: Do công trình được thi công theo phương pháp giếng chìm nên công Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng tác khảo sát địa chất cần làm sáng tỏ các thông số địa chất ngắn hạn và dài Mã số :8580201 hạn. KSĐC cần phải đánh giá đầy đủ điều kiện địa chất thủy văn của khu vực xây dựng liên quan đến mực nước ngầm cao nhất, thấp nhất để có số liệu tính toán tin cậy. TÓM TẮT Cần có biện pháp kiểm soát chất lượng đổ BT trong nước hoặc biện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG pháp làm nhám bề mặt tường trong của giếng để đảm bảo sức kháng cắt yêu cầu của phần bê tông bịt đáy và thành giếng. Cần làm sáng tỏ thêm về phương pháp thi công hạ giếng khi sử dụng NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC biện pháp xói nước và bơm dung dịch bentonite xung quanh giếng. TS.KS PHAN TÁ LỆ TP.HCM – 2020
19 LỜI CẢM ƠN 4.5 Kiểm tra ổn định giếng khi kích ống Trải qua khoảng thời gian học tập, nâng cao kiến thức về chuyên môn 4.5.1 Xác định áp lực đất tác dụng lên thành giếng chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng. Luận văn thạc sĩ là một mô tả chi tiết về phần nghiên cứu của bản thân về một lĩnh vực trong chuyên ngành dựa trên 4.5.1.1 Áp lực tĩnh và áp lực động nền tảng kiến thức được đào tạo tại Trường đại học Kiến trúc TP. Hồ Chí Minh. 4.5.1.2 Áp lực và chuyển vị trong quá trình kích ống Ngoài sự nỗ lực và cố gắng không ngừng của bản thân, luận văn này Lực kích tối đa để đảm bảo giếng ổn định là: được hoàn thành cũng nhờ có sự giúp đỡ rất lớn từ nhiều người. Đó là niềm (254.7 + 314.8 + 255.5 + 268.75) × 12.8 = 14000(𝑘𝑁)(~1400𝑇) vinh hạnh cũng như là động lực để bản thân vươn lên. Kết quả phân tích ổn định giếng cho thấy, dưới tác dụng của lực kích Đầu tiên, tôi xin gởi lời cám ơn sâu sắc nhất đến Thầy TS.KS Phan 1400 tấn thông qua 4 điểm đặt được phân tích bằng phần mềm DeepEX, Tá Lệ, thầy là người đã giúp tôi tìm kiếm ý tưởng cho đề tài, đưa ra nhiều gợi ý về nội dung và góp ý để cho luận văn được hoàn chỉnh. chuyển vị đỉnh của giếng là 6mm và giếng hoàn toàn ổn định. Tiếp theo, tôi xin gởi lời cám ơn đến Thầy, cô Trường đại học Kiến NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ trúc TP.Hồ Chí Minh, đã truyền thụ và cung cấp thêm cho tôi nhiều kiến thức mới mẽ. Phần kiến thức ấy sẽ góp một phần lớn đến trong công việc của tôi Qua quá trình làm bài rút ra một số nhận xét sau: sau này. Biện pháp hạ giếng sử dụng trọng lượng bản thân để thắng lực ma sát Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đến người thân, bạn bè, xung quanh và sức kháng mũi cần phải được tính toán phù hợp trong từng giai cũng như nơi tôi đang làm việc luôn tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể đoạn thi công để thiết kế hệ khung kích có đủ khả năng kích đẩy giếng đến độ học tập tốt và luôn ủng hộ tôi. sâu thiết kế. Đồng thời, khi giếng đi qua vùng đất yếu, trọng lượng giếng có Mặc dù, đã cố gắng hoàn thiện luận văn nhất có thể nhưng không thể thể vượt quá sức kháng của nền đất, khi đó, cần tính toán hệ treo giữ giếng để tránh khỏi những sai sót. Kính mong quý Thầy, cô giúp đỡ, góp ý để bài của không cho giếng tự chìm vào trong nền đất do trọng lượng bản thân của em được đầy đủ và hoàn thiện hơn. giếng. Xin chân thành cảm ơn./. Mực nước ngầm ảnh hưởng khá lớn đến sự ổn định của giếng trong Tp.HCM, ngày 29 tháng 6 năm 2020 quá trình hạ giếng. Kết quả phân tích cho thấy, khi mực nước ngầm thay đổi từ 0  5m bên dưới mặt đất hiện trạng, hệ số an toàn về khả năng chịu tải của nền bị giảm xuống. Tuy nhiên, tất cả 05 trường hợp giả định về cao độ MNN Huỳnh Thị Tú Quyên đều thỏa mãn hệ số an toàn tối thiểu về sức chịu tải của nền đất.
18 Bảng 4.4 Độ sâu từ nơi đào đất đến tường giếng trong 4 trường hợp TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong xây dựng, cải tạo và phát triển đô thị, đặc biệt đối với các đô Giếng Chiều dà i ở mỗ i giai đo ạn t hi công ( m) Độ sâu t ừ cấp độ đào đất đến phía dưới của t ường giếng, 𝐷𝑓 (m) thị luôn có sự kết hợp giữa các công trình trên mặt đất và các công trình dưới Đoạn 1 Đoạ Đoạ Đoạ Đoạ Đoạ Giai Giai Giai Giai Giai mặt đất. Việc sử dụng không gian ngầm để xây dựng các công trình hạ tầng n2 n3 n4 n5 n đoạ đoạ đoạ đoạ đo ạ cuố i n1 n2 n3 n4 n cuố i kỹ thuật có nhiều lợi thế nhưng cũng có không ít khó khăn: chi phí lớn, Phầ Phầ thường bị chậm tiến độ, đòi hỏi tính kỹ thuật, công nghệ, trình độ và năng lực n n vát đồ n chuyên nghiệp. Do điều kiện kinh tế và kỹ thuật ở Việt Nam còn hạn chế nên g đều các công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm chưa phát triển nhiều. Với Tên đề tài: TH 1 0.75 0.25 3.00 3.10 3.10 3.10 2.96 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 “Thiết kế thi công giếng chìm trong hệ thống đường ống cấp nước 2400mm TH SH 2 TH 0.75 0.25 2.75 3.00 3.00 3.00 3.51 0.0 0.0 0.0 0.5 1.0 của Thành phố Hồ Chí Minh,là bước phát triển của công trình ngầm ở các đo 2 3 0.75 0.25 2.75 3.00 3.00 3.00 3.51 0.0 0.0 0.0 0.5 1.0 TH thị lớn cụ thể là ở Thành phố Hồ Chí Minh. 4 0.75 0.25 2.75 3.00 3.00 3.00 3.51 0.0 0.0 0.5 0.5 1.0 TH 1 0.50 0.50 3.00 3.54 3.54 3.55 0.0 0.0 0.0 0.9 Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu luận văn thạc sĩ được khái quát SH TH 4 2 0.50 0.50 3.00 3.54 3.54 3.55 0.0 0.0 0.0 0.9 như sau: nắm và hiểu được các phương pháp thi công kích đường ống cấp TH 3 0.50 0.50 3.00 3.54 3.54 3.55 0.0 0.0 0.0 0.9 nước ngầm, trình tự thi công giếng kích và giếng nhận . Dựa trên cơ sở lý TH 4 0.50 0.50 3.00 3.54 3.54 3.55 0.0 0.0 0.0 0.9 thuyết, kiểm tra các ổn định của giếng trong giai đoạn thi công và sử dụng. Từ đó, áp dụng vào một công trình thực tế ở Thành phố Hồ Chí Minh từ Bến → Phần đất bên trong và phia trên chân giếng 𝑫𝒇 trong mỗi giai đoạn thi Nghé đến Nhà Bè, kiểm tra cho một giếng kích (SH2) và sánh với giếng nhận công cần phải đảm bảo để lực treo giữa không được vượt quá 160 tấn. (SH4). Cuối cùng đưa ra nhận xét và kiến nghị. Đối với giếng SH-2: Quá trình đào đất đánh chìm giếng cần phải giữ LỜI CAM ĐOAN lại bên trong giếng chiều cao lớp đất tối thiểu là 0.5m trong giai đoạn đánh Tôi Huỳnh Thị Tú Quyên, thực hiện đề tài Luận văn thạc sĩ:"Thiết kế chìm 3 và 4. Ở giai đoạn đánh chìm cuối cùng, chiều cao lớp đất tối thiểu là thi công giếng chìm trong hệ thống đường ống cấp nước ngầm 2400mm của 1.0m. thành phố Hồ Chí Minh". Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn này hoàn toàn do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của Thầy Phan Tá Lệ. Các Đối với giếng SH-4: Quá trình đào đất đánh chìm giếng cần phải giữ tính toán trong luận văn chưa được công bố ở các công trình nghiên cứu khác. lại bên trong chỉ áp dụng cho giai đoạn đánh chìm cuối cùng, với chiều cao Nếu có sai khác như trên tôi xin hoàn toàn ch ịu trách nhiệm. lớp đất tối thiểu là 0.9m. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 6 năm 2020
17 MỤC LỤC 4.3.2 Kiểm tra trạng thái đẩy nổi của giếng trong quá trình thi công 4.4 Lực kích yêu cầu đối với quá trình hạ chìm giếng nếu công tác đào đất được thực hiện trong mỗi giai đoạn CHƯƠNG 1 – MỞ ĐẦU ............................................................................. 1 Lực hạ chìm giếng theo yêu cầu, 𝐹𝑠𝑘 được tính theo công thức dưới 1.1 Đặt vấn đề ...................................................................................... 1 đây: 1.2 Các mục tiêu nghiên cứu .................................................................. 1 𝐹𝑠𝑘 = 𝑅𝑠,𝑜𝑢𝑡 + 𝑅𝑠,𝑖𝑛 + 𝑅𝑠,𝑏𝑎𝑠𝑒 + 𝐹𝑢𝑝𝑙𝑖𝑓𝑡 − 𝑊𝑠 1.3 Phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 1 CHƯƠNG 2 – TỔNG QUAN ...................................................................... 2  Đối với đất dính: 2.1 Hiện trạng xây dựng các công trình đô thị ngầm ............................... 2 𝑅𝑠,𝑏𝑎𝑠𝑒 = 0.5 × (5.7 × 𝐶𝑢,𝑏1 + (1 + 𝛼) × 𝐶𝑢,𝑏2 × 𝐷𝑓 /𝐵1 ) (kPa) 2.2 Lịch sử hình thành phương pháp kích ống ......................................... 2  Đối với đất rời: 2.3 Giới thiệu sơ lược về phương pháp ................................................... 2 𝑅𝑠,𝑏𝑎𝑠𝑒 = 0.5 × (𝛾3′ × 𝐷𝑓 × 𝑁𝑞 + 𝑐3′ × 𝑁𝑐 + 0.5 × 𝛾3′ × 𝐵1 × 𝑁𝛾 ) (kPa) 2.4 Các nghiên cứu đã được công bố ...................................................... 2 Kết quả lực kích yêu cầu xuyên qua giếng để thiết kế độ sâu và lực 2.5 Phương pháp thi công kích ống: ....................................................... 2 treo yêu cầu để ngăn giếng bị hạ chìm xuống đất dưới trọng lượng bản thân 2.6 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận: .................................. 3 của nó dưới bốn trường hợp sau đây CHƯƠNG 3: CƠ SỞ TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT ......................................... 6 Bảng 4.3 Bảng tính lực kích để hạ chìm trong 4 trường hợp 3.1 Giếng chìm ..................................................................................... 6 3.2 Kết cấu và vật liệu của công trình giếng chìm ................................... 6 Giếng Chiều dà i ở mỗ i giai đo ạn t hi công ( m) Lực yêu cầu để hạ chìm (kN) Đo ạn 1 Đo ạ Đoạ Đoạ Đoạ Đo ạ Giai Giai Giai Giai Giai 3.3 Tính toán giếng chìm ....................................................................... 6 n2 n3 n4 n5 n đo ạn đoạn đoạn đo ạn đo ạn cuố i 1 2 3 4 cuố i 4.2 Hai giếng điển hình ....................................................................... 13 Phầ Phầ Đo ạ Đo ạ Đo ạ Đoạ Đo ạ n n n n3 n4 n5 n 4.3 Kiểm tra ổn định của giếng ............................................................ 16 vát đồ n 1&2 cuố i g đều 4.4 Lực kích yêu cầu đối với quá trình hạ chìm giếng nếu công tác đào đất TH được thực hiện trong mỗi giai đoạn ...................................................... 17 S 1 0.75 0.25 3.00 3.10 3.10 3.10 2.96 939 1237 1146 1525 7470 H TH 2 2 0.75 0.25 2.75 3.00 3.00 3.00 3.51 802 976 1074 1643 7938 4.5 Kiểm tra ổn định giếng khi kích ống ............................................... 19 TH NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 19 3 0.75 0.25 2.75 3.00 3.00 3.00 3.51 641 691 979 3010 8382 TH 4 0.75 0.25 2.75 3.00 3.00 3.00 3.51 160 -162 1999 3372 9714 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 13 TH S 1 0.5 0.5 3.00 3.54 3.54 3.55 1387 2671 3232 6194 H TH 4 2 0.50 0.50 3.00 3.54 3.54 3.55 1265 2548 3218 6266 TH 3 0.50 0.50 3.00 3.54 3.54 3.55 1093 2377 3155 6320 TH 4 0.50 0.05 3.00 3.54 3.54 3.55 533 1816 2918 6435
16 1 Gia tốc cực đại: 𝑎𝑔𝑅 = 0.0727𝑔 nhỏ nhất tại quận Thủ Đức và 𝑎𝑔𝑅 = CHƯƠNG 1 – MỞ ĐẦU 0.0856𝑔 đạt lớn nhất tại Quận 2. 1.1 Đặt vấn đề Hệ số an toàn lấy 𝐼 = 1.25 Hiện nay, tốc độ phát triển của các đô thị lớn ngày càng tăng đáng Tính Gia tốc tại mặt đất như sau: 𝑎𝑔 = 𝐼 × 𝑎𝑔𝑅 kể, song song đó nguồn nước ở nơi này ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng và dần sẽ dẫn tới tình trạng thiếu nước sạch để dùng. Nên vấn đề nghiên cứu: " Chỉ số SPT được xác định từ mặt đất xuống độ sâu 30m. Thiết kế thi công giếng chìm trong hệ thống đường ống cấp nước 2400mm của Hệ số khuếch đại đất: 𝑆 = 1.35 Thành phố Hồ Chí Minh” là vấn đề thiết yếu giúp hạn chế tình trạng ô nhiễm nguồn nước, đồng thời đây cũng là bước tiến mới cho công trình hạ tầng kỹ 4.2.4.4 Lực đẩy nổi do nước ngầm thuật áp dụng công nghệ tiên tiến, kỹ thuật phức tạp và tính chuyên môn cao. 4.3 Kiểm tra ổn định của giếng 1.2 Các mục tiêu nghiên cứu 4.3.1 Trong quá trình hạ chìm - Tìm hiểu công nghệ thi công ống ngầm; Các kết quả kiểm tra ổn định của giếng dưới mỗi giai đoạn thi công - Phương pháp thi công giếng chìm và kích đường ống cấp nước; được tóm tắt ở dưới bảng sau: cho cả 4 trường hợp - Thiết kế giếng chìm: Bảng 4.2 Bảng tính khả năng chịu tải trong 4 trường hợp  Tính toán áp lực đất, áp lực nước lên giếng; Kiể m t ra t rước khi đ ặt bê t ông đáy Kiể m t ra sau khi đ ặt bê t ông đáy Hệ số an Giếng Khả năng Tải t rọ ng Hệ số Khả năng Tải t rọ ng Hệ số toàn (FS)  Kiểm tra ổn định giếng trong quá trình thi công; chịu t ải của ứng dụ ng an chịu t ải ứng dụ ng an đất toàn của đất toàn Yêu cầu  Kiểm tra độ ổn định giếng khi hạ xuống (kN/ m ho ặc (kN/ m (kN/ m (kN/ m KP a) hoặc KPa) hoặc KPa) ho ặc KPa) - Áp dụng vào thiết kế một giếng chìm điển hình cho một công trình TH1 289 159 1.82 317 159 2.00 1.20 cụ thể. TH2 289 169 1.72 317 169 1.88 1.20 - Đưa ra nhận xét, kết luận và kiến nghị. SH2 TH3 289 179 1.62 317 179 1.78 1.20 1.3 Phạm vi nghiên cứu TH4 289 209 1.39 319 209 1.54 1.20 TH1 254 139 1.82 290 139 2.08 1.20 Luận văn này chỉ nghiên cứu trong phạm vi của một công trình thuộc TH2 254 149 1.70 289 149 1.94 1.20 thành phố Hồ Chí Minh thiết kế đoạn ống ngầm cụ thể là giếng SH2 trong hệ SH4 TH3 254 159 1.59 290 159 1.82 1.20 thống cấp nước sạch từ Thủ Đức – Nhà Bè có đường kính ống 2.4m. TH4 254 189 1.34 291 189 1.54 1.20
2 15 CHƯƠNG 2 – TỔNG QUAN 4.2.2 Địa chất 4.2.2.1 Giếng kích SH2 2.1 Hiện trạng xây dựng các công trình đô thị ngầm 4.2.2.2 Giếng nhận SH4 2.2 Lịch sử hình thành phương pháp kích ống 4.2.3 Cấu trúc vật liệu 2.3 Giới thiệu sơ lược về phương pháp 4.2.3.1 Bê tông 2.4 Các nghiên cứu đã được công bố 4.2.3.2 Cốt thép 2.4.1 Trong nước 4.2.3.3 Thép ít cacbon 2.4.2 Ngoài nước 4.2.3.4 Bê tông cốt sợi thủy tinh 2.5 Phương pháp thi công kích ống: 4.2.4 Tải trọng 3.2.1 Quy trình thi công kích ống: Bao gồm 6 bước: 4.2.4.1 Tải trọng bản thân Bước 1: Lắp đặt tấm bịt phá vào/phá ra Bước 2: Lắp đặt các thiết bị kích - Bao gồm tĩnh tải, tĩnh tải bổ sung và tải không đổi Tại giai đoạn thi công, tải trọng thi công sẽ được xem xét trong tính toán và kiểm tra của giếng: - Phụ tải: 𝑞 = 20 kPa tại cao trình mặt đất - Lực kích: 𝑄 = 1400 tấn (đã xét đến hệ số vượt tải) - Lực trên bản đáy: + Trọng lượng bản thân của khung kích: 𝑄 = 19.5 tấn Hình 3.1 Quy trình thi công bước 1 Hình 3.2 Quy trình thi công bước 2 + Trọng lượng bản thân của đường dẫn hướng: 𝑄 = 58 tấn Bước 3: Đặt ống BTCT trên ray dẫn hướng theo hướng tuyến và cao độ thiết + Tải trọng thi công: 𝑞 = 10 kPa kế. 4.2.4.2 Tải trọng giao thông Bước 4: Kích ống Tải trọng của xe HL-93 sẽ bao gồm sự kết hợp của thiết kế cho xe tải hoặc xe hai bánh và thiết kế tải tọng dải là 9.3 kN/m. 4.2.4.3 Tải trọng do động đất Theo TCVN 9386-2012, các thông số do động đất gây ra được thể hiện như sau:
14 3 Hình 3.3 Quy trình thi công bước 3 Hình 3.4 Quy trình thi công bước 4 Giếng Đường Chiều Cao Cao Chiều Chiều Chiều Độ sâu Chiều Chiều kính dày t rình t rình dày cao cao t ừ phía cao của cao t rong t hành mặt đất bản đáy bản của của dưới bê g iếng của Bước 5: Lắp đặt trạm kích trung gian D giếng đáy bê phần tông (không g iếng t sh a f t Hbs tông vát , lót đến t ính (t ính lót , Hta p phía phần phần Bước 6: Tháo kích và thực hiện nối ống Hcp t rên vát ), vát ), phần H1 H vác, D f ( m) ( m) ( m.R.L) ( m.R.L) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) SH2 11.00 0.90 6.68 -5.43 0.80 2.50 0.75 1.00 15.51 16.26 SH4 8.50 0.65 2.85 -8.68 0.60 2.00 0.50 0.90 14.13 14.63 Hình 3.5 Quy trình thi công bước 5 Hình 3.6 Quy trình thi công bước 6 2.6 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận: Bước 1: Lắp đặt đà dẫn và giá đỡ, khung dẫn như yêu cầu Hình 3.7 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận bước 1 Bước 2: Khoan cọc xi măng qua lớp địa tầng vào tầng chịu lực, rút cọc khoan trong khi bơm vữa dưới áp lực cao đến cao độ đào bỏ theo thiết kế. Hình 3.8 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận bước 2 Bước 3: Đặt đốt đầu tiên có chân nhọn vào bên trong đà dẫn
4 13 S: độ lún của lớp đất dưới mặt nền 𝑝×𝐵𝑒 ×𝐼𝐺×𝐼𝑅×𝐼𝐸×(1−𝜈2 ) 𝑆= 𝐸𝑠 p: phản lực của lớp đất bên dưới mặt nền Hình 3.9 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận bước 3 𝑝= 𝑊1 ′ − 𝜎𝑣𝑜(𝑧=𝐻−𝐷 𝐴 𝑓 +𝐿𝑝 ) Bước 4: Đào đất bên trong giếng, duy trì lớp đất dày ít nhất 1m bên trên chân 𝐼𝐺 : hệ số ảnh hưởng đến thay đổi của mô đun đàn hồi dài hạn 𝐸𝑠 với của đốt giếng đầu tiên, hạ giếng bằng phương pháp đóng ép từ trên xuống. độ sâu, 𝐼𝐺 lấy bằng 1.0 trong trường hợp đặc biệt này. Việc duy trì 1m đất phía trên chân giếng để đảm bảo nền đất không bị đẩy trồi 𝐼𝑅 : hệ số điều chỉnh độ cứng nền móng cũng như giúp ổn định giếng khi hạ vào đất. CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG VÀO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ Hình 3.10 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận bước 4 4.1 Giới thiệu dự án 4.1.1 Mô tả dự án Bước 5: Đào đất bên trong để bắt đầu quá trình hạ và phun tia nước hoặc thêm Bentonite (khi cần thiết). Để kiểm soát quá trình hạ giếng, có thể bơm 4.1.2 Giới thiệu về giếng Bentonite xuang quành thành giếng. Tiếp tục, lặp lại quá trình đào và hạ các →Trong Luận văn này chỉ tập trung tính điển hình 1 giếng kích (SH2) và 1 đốt giếng tiếp theo cho đến khi chạm đến lớp móng. giếng nhận (SH4) từ đó rút ra nhận xét và so sánh giữa 2 giếng nên chỉ trình bày các thông số địa chất, vật liệu, tải trọng, kiểm tra ổn định của giếng SH2, SH4 và sẽ được trình bày ở phần sau. 4.2 Hai giếng điển hình 4.2.1 Sơ lược về kích thước Kích thước giếng SH2 và SH4 được thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.1 Kích thước giếng SH2 và SH4 Hình 3.11 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận bước 5
12 5 Lực nước thấm dưới lên: Bước 6: Tiếp tục khoan cọc vữa xi măng đất xung quanh khu vực mắt mềm 1 𝐹𝑢1 = 𝐻 × ( 𝜋 × 𝐷2 ) × 𝛾𝑤 × 𝛽 (softeyes) = vị trí ống khi kích đẩy vào trong giếng. 4 Bước 7: Đổ bê tông bịt đáy Trong tính toán này, thiên về an toàn cho ổn định giếng, hệ số 𝛽 lấy bằng 1. Đối với cường độ chịu cắt giữa bê tông bịt đáy và bản đáy và mặt trong của tường giếng, tính toán dựa trên mục 6.2.5 trong tiêu chuẩn EC2 như sau: 𝑉𝑅𝑑𝑖 = 𝑐𝑓𝑐𝑡𝑑 + 𝜇𝜎𝑛 + 𝜌𝑓𝑦𝑑 (𝜇𝑠𝑖𝑛𝛼 + 𝑐𝑜𝑠𝛼) ≤ 0.5𝜈𝑓𝑐𝑑 Khi đó: c và 𝜇 là hệ số dựa trên độ nhám của mặt liên kết Hình 3.12 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận bước 7 𝜎𝑛 ứng suất trên một đơn vị diện tích gây ra bởi lực dọc tối thiểu bên Bước 8: Đặt cốt thép và đổ bê tông sàn đáy ngoài đi qua mặt liên kết tương ứng với lực cắt, thích hơn lực cắt chẳng hạn như 𝜎𝑛 < 0.6𝑓𝑐𝑑 và gây bất lợi cho lực căng. Khi 𝜎𝑛 là lự căng thì 𝑐𝑓𝑐𝑡𝑑 lấy Bước 9: Lắp đặt khung thép tại mối nối mềm phục vụ cho việc cho kích ống. bằng 0. Bước 10: Tiếp tục công việc kích ống cho đến khi hoàn tất. 𝜌 = 𝐴𝑠 /𝐴𝑖 Bước 11: Tháo khung thép tại mối nối mềm và tạo tấm ngăn tạm thời cho ống 3.4 Tính lực kích yêu cầu trong mỗi giai đoạn BTCT và lắp khối phản lực cho đoạn hầm ống thứ hai. Lực hạ chìm giếng theo yêu cầu, 𝐹𝑠𝑘 được tính theo công thức dưới đây: 𝐹𝑠𝑘 = 𝑅𝑠,𝑜𝑢𝑡 + 𝑅𝑠,𝑖𝑛 + 𝑅𝑠,𝑏𝑎𝑠𝑒 + 𝐹𝑢𝑝𝑙𝑖𝑓𝑡 − 𝑊𝑠 3.5 Kiểm tra ổn định khi kích ống Phần này chỉ kiểm tra cho giếng SH2, vì giếng này là giếng kích. Khi tiến hành kích ống, lực kích tối đa được thiết kế là 1400 tấn. 3.6 Phân tích độ lún Độ lún của giếng sẽ được xác định theo công thức sau (Mayne and Hình 3.13 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận bước 11 Poulos 1999)
6 11 Bước 12: Lắp đặt và đổ bê tông các bộ phận kết cấu vĩnh cửu khác: dầm đúc Trường hợp 1: sẵn, sàn bê tông đúc tại chỗ, hố thăm. Bước 13: Lắp đặt theo yêu cầu Hình 3.3 Sơ đồ tính lực cản trong trường hợp 1 Lực cản được tính bằng công thức sau: Hình 3.14 Phương pháp thi công giếng kích/ giếng nhận bước 13 𝑚𝑖𝑛(𝑊𝑠 + 𝑅𝑠,𝑜𝑢𝑡 + 𝑅𝑠,𝑖𝑛 + 𝐹𝑗𝑎𝑐𝑘 − 1.1 × 𝐹𝑢,2 ; 𝑉𝑅1 ) + 𝑊𝑐𝑝 (5. 3) CHƯƠNG 3: CƠ SỞ TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT Lực nước thấm dưới lên: 3.1 Giếng chìm 1 𝐹𝑢1 = 𝐻 × ( 𝜋 × 𝐷2 ) × 𝛾𝑤 × 𝛽 4 3.2 Kết cấu và vật liệu của công trình giếng chìm Trường hợp 2: 3.2.1 Kết cấu 3.2.2 Vật liệu 3.3 Tính toán giếng chìm 3.3.1 Kiểm tra ổn định của giếng trong giai đoạn thi công Độ ổn định của giếng sẽ được kiểm tra ở mỗi giai đoạn xây dựng. Các giả định được đưa ra như sau: + Cao trình MNN sẽ được kiểm tra ở 4 cấp độ: mặt nền, 1.0m, 2.0m và 5.0m dưới mặt nền. + Phụ tải: 𝑞 = 20 𝑘𝑃𝑎 Hình 4. 4 Sơ đồ tính lực cản trong trường hợp 2 + Hệ số an toàn của phương pháp kiểm tra này dựa trên phương pháp Terzaghi: Lực cản được tính bằng công thức: + Khi kiểm tra với tham số đất không thoát nước. 𝑚𝑖𝑛(𝑊𝑠 + 𝑅𝑠,𝑜𝑢𝑡 + 𝑅𝑠,𝑖𝑛 − 1.1 × 𝐹𝑢2 ; 𝑉𝑅1 + 𝑉𝑅2 ) + 𝑊𝑐𝑝 + 𝑊𝑏𝑠
10 7 𝛾𝑤 : trọng lượng thể tích của nước. 𝐹𝑆1 = 𝑅1 /𝐹1 ≥ 1.5 𝑉𝑅1 : cường độ chịu cắt giữa bê tông đáy và bên trong tường giếng + Khi kiểm tra với tham số đất thoát nước. 𝐹𝑆2 = 𝑅2 /𝐹2 ≥ 1.2 𝑅𝑠,0 : lực ma sát của đất bên ngoài của tường giếng và đất xung quanh. Trong đó: 𝑅1 , 𝑅2 : Khả năng chịu tải của đất 𝐹1 , 𝐹2 : Tải trọng tác dụng 𝐹𝑈𝑍 : lực đẩy nổi của nước dưới đất tác dụng lên giếng. Hệ số 𝑅1 , 𝑅2 , 𝐹1 , 𝐹2 được tính toán trong 2 trường hợp 𝐹𝑗𝑎𝑐𝑘 : lực kích yêu cầu để hạ chìm. Trường hợp 1: Nếu không có số liệu lực dính không thoát nước, ma sát của đất với Trước khi đặt bê tông lót : mực nước ngầm phía trong giếng vẫn ở mức 𝑊𝐿𝑖 thành giếng có thể tính giá trị theo công thức: 𝐾𝛿 × 𝜎𝑣′ × 𝑡𝑎𝑛𝛿 (5. 2) 3.3.2 Chống đẩy nổi Theo phương pháp thiết kế ứng suất cho phép, sự ổn định khi nâng sẽ được kiểm tra cho cả 2 trạng thái: trạng thái giới hạn cực hạn (ULS) và trạng thái giới hạn sử dụng (SLS) với giá trị tương ứng của lực nước thấm dưới lên và lực cản cho cả giai đoạn thi công và giai đoạn sử dụng. Ba trường hợp được kiểm tra khi nâng: Trường hợp 1: Trạng thái giới hạn cực hạn (ULS) tính trong giai đoạn xây dựng với mực nước ngầm tại mặt nền. Hình 3.1 Sơ đồ tính khả năng chịu tải giai đoạn thi công và sử dụng trong trường hợp 1 Trường hợp 2: Trạng thái giới hạn cực hạn (ULS) tính trong giai *Khả năng chịu tải của đất: đoạn cố định với mực nước ngầm tại mặt nền.  Khi tính trong giai đoạn thi công: dùng tham số không thoát nước 𝑅1 = 5.7 × 𝑐𝑢,𝑏1 × 𝐵1 + 𝑐𝑢,𝑎 × 𝐻 + (1+∝) × 𝑐𝑢,𝑏2 × 𝐷𝑓 Trường hợp 3: Trạng thái giới hạn sử dụng (SLS) tính trong giai đoạn cố định với mực ngầm 1.5m dưới mặt nền.  Khi tính trong giai đoạn sử dụng: dùng tham số thoát nước 𝑅2 = 𝛾3′ × 𝐷𝑓 × 𝑁𝑞 + 𝑐3′ × 𝑁𝑐 + 0.5 × 𝛾 × 𝐵1 × 𝑁𝛾 Kiểm tra ổn định khi nâng của giếng sẽ được kiểm tra trong giai đoạn thi công (Trường hợp 1) trong 2 giai đoạn: *Tải trọng tác dụng: Giai đoạn 1: Sau khi đặt bê tông bịt đáy, nước trong giếng được bơm  Khi tính trong giai đoạn thi công ′ ra và giếng được giữ nhờ lực kích bên trên. 𝐹1 = 𝜎𝑣1 × 𝐵1 + (𝑊𝐿0 − 𝑊𝐿𝑖 ) × 𝛾𝑤 × 𝐵1 + 𝑞 × 𝐵1 Giai đoạn 2: Sau khi đúc bản đáy, loại bỏ lực kích bên trên.  Khi tính trong giai đoạn sử dụng
8 9 ′ 𝐹2 = 𝜎𝑣2 + (𝑊𝐿0 − 𝑊𝐿𝑖 ) × 𝛾𝑤 + 𝑞 Trong đó: 𝑐𝑢,𝑏1 : lực dính trung bình không thoát nước của đất dưới mức đào 𝑐𝑢,𝑏2 : lực dính không thoát nước của đất từ cao độ đào đến bên dưới chân tường (phía trong giếng). 𝑐𝑢,𝑎 : lực dính trung bình của đất trên phía trên cao độ đào (bên ngoài giếng). 𝛼 : hệ số giảm lực dính giữa đất bên trong và thành giếng trong phạm vi 𝐷𝑓 lấy = 0.5 𝑊𝐿0 , 𝑊𝐿𝑖 : mực nước dưới đất trong và ngoài giếng tính từ độ sâu hố đào. 𝐵1 : giá trị tối thiểu của 𝐷/√2 và chiều dày của lớp đất sét dưới đáy tường. Hình 3.2 Sơ đồ tính khả năng chịu tải giai đoạn thi công và sử dụng trong trường hợp 2 ′ ′ 𝜎𝑣1 , 𝜎𝑣2 : áp lực đất hiệu nghiệm ngoài giếng từ nền đường đào và dưới đáy * Khả năng chịu tải của đất: tường.  Khi tính trong giai đoạn thi công: dùng tham số không thoát nước 𝑁𝑞 , 𝑁𝑐 , 𝑁𝛾 : hệ số sức chịu tải 𝑅1 = 5.7 × 𝑐𝑢,𝑏1 × 𝐵1 + 𝑐𝑢,𝑎 × 𝐻 + (1 + 𝛼) × 𝑐𝑢,𝑏2 × 𝐷𝑓 + 𝑊𝑐𝑝/𝑚2 × 𝐵1 + 𝑚𝑖𝑛(𝑉𝑅1 𝑊𝑠 + 𝐹𝑗𝑎𝑐𝑘 + 𝜑 𝑅𝑠,0 − 1.1𝐹𝑈2 )/𝐴𝑠 × 𝐵1 𝑁𝑞 = 𝑡𝑎𝑛2 (45° + ) × 𝑒 𝜋×𝑡𝑎𝑛𝜑 (5. 1) 2 𝑁𝑐 = (𝑁𝑞 − 1) 1  Khi tính trong giai đoạn sử dụng: dùng tham số thoát nước 𝑡𝑎𝑛𝜑 𝑅2 = 𝛾3′ × 𝐷𝑓 × 𝑁𝑞 + 𝑐3′ × 𝑁𝑐 + 0.5 × 𝛾 ′ × 𝐵1 × 𝑁𝛾 + 𝑊𝑐𝑝/𝑚2 + 𝑚𝑖𝑛(𝑉𝑅1 𝑊𝑠 + 𝐹𝑗𝑎𝑐𝑘 + 𝑅𝑠,0 − 𝑁𝛾 = (𝑁𝑞 − 1)𝑡𝑎𝑛(1.4 × 𝜑) 1.1 × 𝐹𝑈𝑍 )/𝐴𝑠 𝛾𝑤 : trọng lượng thể tích của nước. *Tải trọng tác dụng: Trường hợp 2:  Khi tính trong giai đoạn thi công: Sau khi đặt bê tông lót: nước trong giếng được bơm ra. ′ 𝐹1 = 𝜎𝑣1 × 𝐵1 + (𝑊𝐿0 − 𝑊𝐿𝑖 ) × 𝛾𝑤 × 𝐵1 + 𝑞 × 𝐵1  Khi tính trong giai đoạn sử dụng: ′ 𝐹2 = 𝜎𝑣2 + (𝑊𝐿0 − 𝑊𝐿𝑖 ) × 𝛾𝑤 + 𝑞 Trong đó: 𝑊𝐿0 , 𝑊𝐿𝑖 : mực nước dưới đất trong và ngoài giếng tính từ mặt nền. 𝑊𝑐𝑝/𝑚2 : trọng lượng của bê tông bịt đáy ′ ′ 𝜎𝑣1 , 𝜎𝑣2 : áp lực đất hiệu nghiệm ngoài giếng từ nền đường đào và