Luận văn Phân tích sự cố nền móng công trình dựa vào đặc điểm địa chất trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp

Nội dung tài liệu: Luận văn Phân tích sự cố nền móng công trình dựa vào đặc điểm địa chất trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG -------------------- QUAN ÁNH TUYẾT PHÂN TÍCH SỰ CỐ NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH DỰA VÀO ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP Vĩnh Long, 2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG -------------------- QUAN ÁNH TUYẾT PHÂN TÍCH SỰ CỐ NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH DỰA VÀO ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG THÁP CHUYÊN NGÀNH: KT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ NGÀNH: 60 58 02 08 LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN MINH ĐỨC Vĩnh Long, 2016
3. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công việc do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy TS. Nguyễn Minh Đức. Các kết quả trong Luận văn là đúng sự thật và chưa được công bố ở các nghiên cứu khác. Tôi xin chịu trách nhiệm về công việc thực hiện của mình. Vĩnh Long, ngày 20 tháng 8 năm 2016 Quan Ánh Tuyết
4. LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ nằm trong hệ thống bài luận cuối khóa, nhằm trang bị cho học viên cao học khả năng tự nghiên cứu, biết cách giải quyết những vấn đề cụ thể đặt ra trong thực tế xây dựng và rèn luyện các kỹ năng trong nghiên cứu khoa học. Đó là trách nhiệm và niềm tự hào của mỗi học viên cao học. Để hoàn thành Luận văn này, ngoài sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ và động viên quý báu từ những tập thể và các cá nhân. Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành thầy hướng dẫn TS. Nguyễn Minh Đức. Thầy đã đưa ra gợi ý đầu tiên để hình thành nên ý tưởng của đề tài, góp ý cho tôi rất nhiều về cách nhận định đúng đắn trong những vấn đề nghiên cứu, cách tiếp cận nghiên cứu hiệu quả. Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã tận tình truyền đạt cho tôi những kiến thức quý giá trong khóa học. Đó là những kiến thức thiết thực, không thể thiếu trong quá trình thực hiện Luận văn cũng như trong công tác chuyên môn và nghiên cứu về sau. Đồng thời, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban quản lý Dự án xây dựng Thành phố Sa Đéc (nơi tôi đang công tác) cũng như đồng nghiệp, bạn bè và gia đình tôi đã có sự động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện Luận văn này cũng như trong quá trình học Cao học. Luận văn thạc sĩ đã hoàn thành trong thời gian quy định. Mặc dù bản thân đã rất nỗ lực nghiên cứu và hoàn thiện, tuy nhiên không thể không có những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ dẫn thêm, giúp tôi bổ sung kiến thức và hoàn thiện bản thân mình hơn. Xin trân trọng cảm ơn. Vĩnh Long, ngày 20 tháng 8 năm 2016 Quan Ánh Tuyết
5. MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.................................................................................1 1.1 Giới thiệu........................................................................................................1 1.2 Tổng quan sự cố có nguyên nhân nền móng đã xảy ra ở nước ta .....................2 1.3 Tình hình sự cố trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp...................................................7 1.4 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 13 1.5 Ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn áp dụng .......................................................... 14 1.5.1 Ý nghĩa lý thuyết ..................................................................................14 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn áp dụng.....................................................................15 1.6 Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 15 1.7 Giới hạn và giả thiết...................................................................................... 16 1.8 Cấu trúc Luận văn......................................................................................... 16 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN..................................................................... 17 2.1 Tổng quan..................................................................................................... 17 2.2 Giới thiệu sơ bộ phần mềm Plaxis và cơ sở tính toán trong Plaxis liên quan đến các Bài toán của Luận văn ...................................................................... 18 2.2.1 Giới thiệu .............................................................................................18 2.2.2 Mô hình đàn hồi (Linear Elastic model - LE)........................................18 2.2.3 Mô hình Mohr-Coulomb (MC) .............................................................19 2.2.4 Phân tích theo ứng suất hữu hiệu không thoát nước với các thông số độ cứng hữu hiệu...................................................................................................19 2.2.5 Phân tích theo ứng suất hữu hiệu không thoát nước với các thông số chống cắt hữu hiệu ................................................................................................20 2.2.6 Phân tích theo ứng suất hữu hiệu không thoát nước với các thông số chống cắt không thoát nước...................................................................................20 2.2.7 Phân tích theo ứng suất tổng không thoát nước với các thông số không thoát nước 21 2.2.8 Phân tích Phi-c reduction (Safety analysis) ...........................................21 2.2.9 Áp dụng Plaxis cho các bài toán của Luận văn .....................................22
6. 2.3 Cơ sở tính toán độ lún cố kết (theo giải tích) ................................................. 24 2.4 Cơ sở tính toán phân tích ảnh hưởng ma sát âm (MSA) lên cọc .................... 25 2.4.1 Khái niệm MSA....................................................................................25 2.4.2 PP tính toán phân tích MSA..................................................................26 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIỂM CHỨNG ....................................................... 30 3.1 Bài toán 1: Tuyến dân cư phía Đông tỉnh lộ ĐT855 ...................................... 30 3.2 Bài toán 2: Nhà lồng chợ Bách hóa Lai Vung ............................................... 36 3.3 Bài toán 3: Trường THCS Đốc Binh Kiều – Khối 22 phòng học ................... 40 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ.......................................................... 51 4.1 Kết luận ........................................................................................................ 51 4.2 Kiến nghị ...................................................................................................... 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC
7. MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT Chữ viết tắt SCNM Sự cố công trình có nguyên nhân nền móng CĐQG Cao độ Quốc gia (cao độ tuyệt đối) CĐGĐ Cao độ giả định (cao độ tương đối) MĐTN Mặt đất tự nhiên MĐSL Mặt đất san lấp SLMB San lấp mặt bằng CDC Cụm dân cư TDC Tuyến dân cư MNN Mực nước ngầm LE Mô hình đàn hồi (Linear Elastic model) MC Mô hình Mohr-Coulomb MSA Ma sát âm PP Phương pháp PP PTHH Phương pháp phần tử hữu hạn SF Hệ số an toàn (Safety Factor) S Độ lún (Settlement) TD Tiết diện THCS (trường) Trung học cơ sở TL Tài liệu Gđ Giai đoạn Ký hiệu e Hệ số rỗng E0 Mô đun biến dạng ban đầu Qn Lực ma sát âm lớn nhất ’ Góc ma sát hữu hiệu
8. c’ Lực dính hữu hiệu E Mô đun biến dạng  Hệ số Poisson Góc ma sát c Lực dính  Góc Dilatancy E' Mô đun biến dạng hữu hiệu ’ Hệ số Poisson hữu hiệu Eu Mô đun biến dạng không thoát nước cu Lực dính không thoát nước su Sức chống cắt không thoát nước u Góc ma sát không thoát nước Msf Hệ số an toàn (quy định từ Plaxis) Eoed Mô đun biến dạng không nở hông Eref Mô đun đàn hồi Young w Dung trọng tự nhiên sat Dung trọng bảo hòa kx Hệ số thấm theo phương ngang (x) ky Hệ số thấm theo phương đứng (y) Sc Độ lún cố kết của nền đất Za Độ sâu tắt lún Hi Bề dày lớp đất tính lún thứ i i Hệ số rỗng của lớp đất i ở trạng thái tự nhiên ban đầu e0 i Chỉ số nén lún của lớp đất thứ i Cc i Áp lực hữu hiệu ban đầu do trọng lượng bản thân các lớp đất tự  c nhiên nằm trên điểm tính lún (chính giữa) của lớp i. i Áp lực tăng thêm do tải trọng đắp gây ra tại điểm tính lún (chính  v giữa) của lớp i.
9.  za Ứng suất do tải trọng đắp gây ra ở độ sâu Za  c.za Ứng suất hữu hiệu do trọng lượng bản thân các lớp phía trên gây ra ở độ sâu Za . Cc Chỉ số nén lún LL Giới hạn chảy e0 Hệ số rỗng ban đầu Độ ẩm ban đầu w0 w Độ ẩm fn Lực MSA đơn vị  'v Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng  'h Ứng suất hữu hiệu theo phương ngang K0 Áp lực đất nghỉ c’ Lực dính hữu hiệu K Hệ số đất nghỉ H’ Độ sâu đất yếu đến điểm trung hòa N Fn Lực MSA tác dụng lên thân cọc p chu vi tiết diện cọc  ' Dung trọng hữu hiệu
10. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Hệ số ổn định theo kết quả tính toán kiểm định sự cố [7].......................10 Bảng 2.1. Đề xuất hàm (hồi quy) dự báo chỉ số nén lún (Cc).................................25 Bảng 2.2. Các giá trị K tan ' ...............................................................................27 Bảng 2.3. Xác định chiều dày MSA cho thiết kế [17] ...........................................29 Bảng 3.1. Thông số đầu vào để tính hệ số an toàn – Bài toán 1..............................32 Bảng 3.2. Thông số đầu vào để tính toán độ lún ổn định – Bài toán 1....................32 Bảng 3.3. Thông số đầu vào để tính hệ số an toàn – Bài toán 2..............................37 Bảng 3.4. Thông số đầu vào để tính toán độ lún ổn định – Bài toán 2....................38 Bảng 3.5. Thông số đầu vào để tính hệ số an toàn – Bài toán 3..............................41 Bảng 3.6. Thông số đầu vào để tính toán độ lún ổn định – Bài toán 3....................42 Bảng 3.7. Kết quả tính toán cố kết – Bài toán 3 .....................................................46 Bảng 3.8. Chiều dày tính toán và mức độ ảnh hưởng của MSA – Bài toán 3 .........47