Nghiên cứu ứng xử của đường hầm và kết cấu ngầm công trình lân cận trong điều kiện xây dựng đô thị

Bài báo "Nghiên cứu ứng xử của đường hầm và kết cấu ngầm công trình lân cận trong điều kiện xây dựng đô thị" khảo sát hai tham số chiều sâu xây dựng đường hầm, khoảng cách từ đường hầm đến móng bè cọc đến ứng xử của nội lực trong vỏ hầm và cọc. Thông qua kết quả nghiên cứu cho thấy, giá trị lớn nhất của lực dọc trục và mômen uốn lớn nhất trong vỏ hầm không bị ảnh hưởng nhiều bởi khoảng cách từ đường hầm đến móng bè cọc của tòa nhà nhưng khoảng cách từ đường hầm đến móng bè cọc của tòa nhà lại ảnh hưởng lớn đến lực dọc của cọc móng bè. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng xử của đường hầm và kết cấu ngầm công trình lân cận trong điều kiện xây dựng đô thị HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Nghiên cứu ứng xử của đường hầm và kết cấu ngầm công trình lân cận trong điều kiện xây dựng đô thị Đỗ Ngọc Thái1,*, Nguyễn Huy Hiệp2, Nguyễn Văn Quang3 1 Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2 Trường Đại học kỹ thuật Lê Quý Đôn 3 Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tảiTÓM TẮT Công tác xây dựng đường hầm trong đô thị gây ra dịch chuyển khối đất đá xung quanh, gây nguy hiểmcho các công trình xây dựng lân cận. Công tác đánh giá những rủi ro công trình lân cận là rất quan trọngtrong quá trình tính toán, thiết kế đường hầm. Bài báo sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để phân tíchứng xử của vỏ chống đường hầm và cọc trong móng bè cọc của tòa nhà lân cận. Bài báo khảo sát haitham số chiều sâu xây dựng đường hầm, khoảng cách từ đường hầm đến móng bè cọc đến ứng xử của nộilực trong vỏ hầm và cọc. Thông qua kết quả nghiên cứu cho thấy, giá trị lớn nhất của lực dọc trục vàmômen uốn lớn nhất trong vỏ hầm không bị ảnh hưởng nhiều bởi khoảng cách từ đường hầm đến móngbè cọc của tòa nhà nhưng khoảng cách từ đường hầm đến móng bè cọc của tòa nhà lại ảnh hưởng lớn đếnlực dọc của cọc móng bè. Khi giảm khoảng cách từ đường hầm đến móng bè cọc thì độ võng ngang vàdịch chuyển theo phương thẳng đứng của cọc tăng. Giá trị lớn nhất của lực dọc trục và mômen uốn lớnnhất trong vỏ hầm chịu ảnh hưởng lớn từ chiều sâu xây dựng đường hầm nhưng chiều sâu xây dựngđường hầm không ảnh hưởng lớn đến lực dọc trong cọc.Từ khóa: đường hầm; công trình ngầm đô thị; móng bè cọc.1. Đặt vấn đề Ngày nay, tại các thành phố lớn trên thế giới công tác xây dựng hệ thống đường hầm tàu điện ngầmđược coi là giải pháp thiết yếu để đáp ứng nhu cầu giao thông công cộng, đường hầm tàu điện ngầm đangđược xây dựng với tốc độ ngày càng tăng nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho nhu cầu mở rộng về khônggian của các khu đô thị đông dân cư và các thành phố lớn. Trong những năm gần đây tại các thành phốlớn của Việt Nam như thủ đô Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh đang triển khai dự án xây dựng cáctuyến đường hầm tàu điện ngầm để đáp ứng nhu cầu giao thông công cộng. Công tác xây dựng đườnghầm gây ra những tác động đến khối đất đá xung quanh và kết cấu ngầm của các công trình xây dựng lâncận. Đối với các đường hầm trong đô thị, công tác thi công dưới các tòa nhà cao tầng hay dưới hệ thốngkỹ thuật ngầm đô thị luôn tiềm ẩn những rủi ro như gây lún mặt đất, biến dạng thậm chí gây sập đổ pháhủy các công trình xây dựng trên mặt đất hay ở vị trí lân cận của đường hầm, Jan, 2003. Do đó công tácquy hoạch, thiết kế bao gồm lựa chọn hướng tuyến hay thiết kế kỹ thuật cần thiết phải đánh giá và dự báomức độ tác động từ công tác xây dựng đường hầm đến các công trình xây dựng lân cận. Bài báo sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để nghiên cứu ứng xử của đường hầm và kết cấu móngbè cọc của tòa nhà lân cận, khảo sát ảnh hưởng của tham số khoảng cách xây dựng từ đường hầm đếnmóng bè cọc và ảnh hưởng của tham số độ sâu xây dựng đường hầm đến nội lực trong vỏ hầm, nội lực,độ võng ngang và dịch chuyển theo phương thẳng đứng của cọc trong kết cấu móng bè cọc.2. Ảnh hưởng của đường hầm đến kết cấu ngầm của công trình xây dựng lân cận Năm 1997, Addenbrooke và các cộng sự đã trình bày phương pháp tiếp cận độ cứng của kết cấu tòanhà để dự báo biến dạng tòa nhà do ảnh hưởng từ công tác xây dựng đường hầm. Bằng cách tính toán độ võng và giá trị dịch chuyển ngang của tòa nhà trong điều kiện xét tới các thamsố vị trí tương đối của tòa nhà và đường hầm (e), xét tới điều kiện lớp đất xung quanh đường hầm (Es).Kết quả nghiên cứu cho thấy các tham số trên làm thay độ cứng tương đối của tòa nhà, như trên hình 1.* Tác giả liên hệEmail: dongocthai@humg.edu.vn 863 Độ cứng kháng uốn tương đối (ρ*) và độ cứngkháng nén tương đối (α*) của kết cấu tòa nhà phụthuộc vào kích thước tòa nhà và tham số cơ lý củalớp đất, được xác định theo công thức (1),Addenbrooke et al, 1979: EI * EA * = ; = B 4 B (1) Es   Es   2 2 Trong đó: ρ*, α* là độ cứng kháng uốn tươngđối, độ cứng kháng nén tương đối; EI, EA là độcứng kháng uốn, độ cứng kháng nén của kết cấutòa nhà; B chiều rộng tòa nhà; ES là modul cáttuyến của lớp đất đường hầm thi công qua đượcxác định trong thí nghiệm nén ba trục. Hệ số ảnh hưởng đến độ võng (MDRsag; MDRhog )và hệ số ảnh hưởn ...