LA-Shoring: Tường vây D800 cho hố đào 12 m – chọn chiều dài tường bằng cách xem kiểm tra nào thay đổi
Cùng hố đào 12 m với tường vây dày 0,8 m, một tầng chống và hai sàn hầm, thử chiều dài tường 26, 24, 22, 20, 18 m. Mô men và chuyển vị gần như không đổi, nhưng ổn định tổng thể giảm từ 1,67 xuống 0,89 và chiều sâu ngàm không đạt khi tường dưới 20 m. Bài cho thấy chiều dài tường do ổn định quyết định, không do nội lực.
Các bài trong Module Địa kỹ thuật
Mục lục bài viết
Khi chọn chiều dài tường vây, nhiều hồ sơ dựa vào biểu đồ mô men hoặc chuyển vị. Ví dụ dưới đây cho thấy hai đại lượng này gần như không nhạy với chiều dài tường, trong khi các kiểm tra ổn định thay đổi rất mạnh. Ví dụ dùng VD3_HoDao12m_TuongVay_2san có trong bộ cài (số liệu minh họa).
1. Số liệu#
| Hạng mục | Giá trị |
|---|---|
| Địa chất | Đất lấp; sét pha dẻo mềm; cát hạt thô chặt vừa; cát sạn sỏi chặt |
| Tường | Tường vây BTCT t = 0,8 m, C30/37, EI = 1 401 MNm²/m |
| Hệ đỡ | S1: chống thép hình tại −1,0 m (căng trước 300 kN/thanh, cách 4 m); B1: sàn tầng hầm 1 tại −4,5 m; B2: sàn tầng hầm 2 tại −8,0 m |
| Trình tự | Đào −2,0 → lắp S1 → đào −5,3 → đổ B1 → đào −8,8 → đổ B2 → đào đáy móng −12,0 |
| Thiết kế | EN 1997-1 DA3 |
Thiết kế nhanh theo Blum (chân tự do, DA3) cho chiều sâu ngàm cần d = 7,05 m, tức chiều dài tối thiểu 19,05 m.
2. Kết quả theo chiều dài tường#
Nội lực và chuyển vị (SLS, bao các giai đoạn)#
| L (m) | Ngàm (m) | w_max (mm) | M_max (kNm/m) | Q_max (kN/m) | Lực S1 lớn nhất (kN/thanh) |
|---|---|---|---|---|---|
| 26 | 14 | 19,3 | 685,9 | 419,8 | 703 |
| 24 | 12 | 19,4 | 693,2 | 423,0 | – |
| 22 | 10 | 19,5 | 704,4 | 426,7 | 701 |
| 20 | 8 | 19,5 | 707,1 | 426,6 | 701 |
| 18 | 6 | 20,0 | 662,5 | 421,3 | 705 |
Từ 26 m xuống 18 m (giảm 8 m tường), chuyển vị chỉ tăng 0,7 mm, mô men thay đổi dưới 5 %. Lý do: tường vây rất cứng, phần nội lực lớn nằm quanh đáy hố và các tầng đỡ; phần chân tường sâu gần như không chịu lực.
Ổn định#
| L (m) | Ổn định tổng thể FS_d (DA3) | Huy động bị động | d cần / d có (Blum) | JGJ 120 ổn định ngàm (yêu cầu 1,2) | JGJ 120 chảy đất (yêu cầu 1,5) |
|---|---|---|---|---|---|
| 26 | 1,67 | 64 % | 50 % | 1,37 | 2,27 |
| 24 | 1,42 | 72 % | 59 % | 1,24 | 1,95 |
| 22 | 1,21 | 82 % | 71 % | 1,10 | 1,64 |
| 20 | 1,04 | 96 % | 88 % | 0,93 | 1,32 |
| 18 | 0,89 | 100 % | 118 % | 0,73 | 1,01 |
(Số in đậm: không đạt.)
So sánh hai hình: khi tường ngắn đi, mặt trượt tới hạn vẫn là cung đi sát mũi tường, chỉ nông hơn. Khối trượt nhỏ đi nhưng phần sức kháng của lớp cát dưới đáy hố mà cung phải cắt qua giảm nhanh hơn, nên FS_d giảm từ 1,67 xuống 0,89.
3. Đọc kết quả#
- Ổn định tổng thể giảm nhanh nhất: mặt trượt tròn đi dưới mũi tường ngắn lại khi tường ngắn đi. Ở 18 m, FS_d = 0,89 < 1,0.
- Huy động áp lực bị động tăng từ 64 % lên 100 %: với tường 18 m, toàn bộ đất trước chân tường đã chảy dẻo. Phân tích dầm trên nền đàn – dẻo vẫn cho nghiệm (đất dẻo vẫn giữ áp lực σ_p) nhưng không còn dự trữ.
- Chiều sâu ngàm theo Blum không đạt khi tường 18 m (cần 7,05 m, có 6 m).
- Các kiểm tra theo JGJ 120-2012 (Trung Quốc), dùng để đối chiếu, khắt khe hơn: ổn định ngàm quanh tầng đỡ thấp nhất cần tường 24 m; chống chảy đất (dòng thấm quanh chân tường) cần từ 22 m.
Kết luận chọn tường: theo EN 1997-1, tường 20 m đạt sát giới hạn (huy động bị động 96 %, ổn định tổng thể 1,04). Để có dự trữ hợp lý và đạt cả đối chiếu JGJ 120, chọn 24 m. Tường 26 m của ví dụ là dư khoảng 2 m.
4. Một kiểm tra không phụ thuộc chiều dài tường#
Ở mọi phương án, khi dùng cột chống tạm H300×300×10×15 (đỡ thanh chống giữa nhịp), kiểm tra độ mảnh đều không đạt: λ = 160 > [λ] = 150 (TCVN 5575:2012, giới hạn cấu tạo), vì chiều dài tính toán của cột (12 m) không phụ thuộc chiều dài tường. Cần giảm chiều dài tính toán của cột (thêm giằng) hoặc dùng tiết diện lớn hơn; ví dụ đi kèm phần mềm hiện dùng H350×350×12×19 (λ = 136, đạt). Đây là ví dụ cho thấy bảng kết luận cần được đọc toàn bộ, không chỉ phần tường.
5. Quy trình chọn chiều dài tường#
- Thiết kế nhanh theo Blum cho chiều sâu ngàm tối thiểu.
- Chạy phân tích theo giai đoạn với chiều dài sơ bộ = Blum + 2–3 m.
- Giảm hoặc tăng chiều dài, theo dõi ổn định tổng thể, huy động bị động, chảy đất / đẩy trồi chứ không chỉ mô men.
- Kiểm tra điều kiện địa chất: mũi tường nên vào lớp kém thấm (cắt dòng thấm) hoặc lớp tốt; tránh dừng mũi trong lớp cát có áp.
- Với hố đào có công trình lân cận, kiểm tra thêm chuyển vị và lún sau tường.