Hướng dẫn khai báo thông số cừ Larsen trong phần mềm Plaxis 2D

1. Khái niệm cơ bản về cừ Larsen và hệ giằng

Khóa học Plaxis - Lập Biện Pháp Thi Công Tầng Hầm

1.1. Cừ SP IV

Cừ Larsen hay còn gọi là cọc ván thép (Steel Sheet-Pile) có hình dáng đặc biệt, thường được sử dụng để tạo thành tường chắn tạm thời trong quá trình thi công các công trình như hầm, móng sâu, bờ kè,... Cừ Larsen được liên kết với nhau bằng các mối nối đặc biệt để tạo thành một cấu trúc vững chắc được sử dụng làm tường chắn trong các công trình có hố đào sâu.

Cừ Larsen SP IV (cọc ván thép) dùng trong thi công hố đào sâu

Các loại cừ Larsen phổ biến:

Cừ Larsen U: Có hình chữ U, thường được sử dụng cho các công trình có yêu cầu về độ cứng cao.
Cừ Larsen Z: Có hình chữ Z, thường được sử dụng cho các công trình có yêu cầu về độ ổn định cao.
Cừ Larsen AR: Là loại cừ Larsen có kết cấu đặc biệt, giúp tăng cường khả năng chịu lực và độ bền.

Ở Việt Nam, các nhà thầu thường sử dụng cừ loại cừ U: SP-IV.

1.2. Hệ giằng

Hệ giằng hay còn gọi là shoring là hệ thống các thanh giằng ngang và dọc được lắp đặt bên trong tường chắn cừ Larsen nhằm tăng cường độ cứng và ổn định cho tường chắn, chống lại áp lực ngang của đất và các tác động bên ngoài.

Hệ giằng thép trong công trình xây dựng giúp ổn định tường chắn

Ở Việt Nam, các nhà thầu thường sử dụng hệ giằng 35HA, 40HA.

2. Tính năng, ưu nhược điểm của cừ Larsen và hệ giằng

	Cừ Larsen (Steel Sheet-Pile)	Hệ giằng (Shoring)
Tính năng	Chịu lực tốt: Cừ Larsen được làm từ thép có cường độ cao, khả năng chịu lực nén, kéo và uốn rất tốt, đảm bảo độ ổn định cho tường chắn. Khả năng chống thấm: Cừ Larsen có khả năng chống thấm nước tốt, giúp ngăn ngừa sạt lở đất và ngấm nước vào hố đào. Tuổi thọ cao: Với chất liệu thép không gỉ, cừ Larsen có tuổi thọ cao và có thể tái sử dụng nhiều lần. Thi công nhanh chóng: Quá trình lắp đặt cừ Larsen tương đối nhanh chóng và dễ dàng, giúp tiết kiệm thời gian thi công. Đa dạng kích thước: Cừ Larsen có nhiều kích thước và hình dạng khác nhau, phù hợp với nhiều loại địa hình và yêu cầu công trình.	Tăng cường độ cứng theo phương ngang: Hệ giằng giúp tăng cường độ cứng cho tường chắn cừ Larsen, chống lại áp lực ngang của đất. Phân phối lực đều: Hệ giằng giúp phân phối lực tác dụng lên tường chắn đều hơn, giảm nguy cơ sạt lở. Đảm bảo an toàn: Hệ giằng giúp đảm bảo an toàn cho công nhân và công trình trong quá trình thi công khi được thiết kế đúng đắn.
Chất liệu	Thép: SS400, Q235	Thép: SS400, Q345B
Ưu điểm	An toàn: Tường chắn cừ Larsen đảm bảo độ an toàn cho công nhân và công trình trong quá trình thi công khi được thiết kế đúng đắn. Linh hoạt: Có thể điều chỉnh độ sâu và kích thước của tường chắn một cách linh hoạt. Thích hợp với nhiều loại đất: Có thể sử dụng cho nhiều loại đất khác nhau, kể cả đất yếu. Dễ dàng tháo lắp: Sau khi hoàn thành công trình, cừ Larsen có thể dễ dàng tháo lắp và tái sử dụng.	Tăng độ ổn định: Hệ giằng giúp tăng độ ổn định cho tường chắn, đặc biệt là ở những vị trí đất yếu hoặc có mực nước ngầm cao. Linh hoạt: Có thể điều chỉnh hệ giằng để phù hợp với nhiều loại địa hình và yêu cầu công trình.
Nhược điểm	Khó thi công trong đất cứng: việc ép cừ Larsen vào đất có chỉ số SPT lớn (đất tốt) sẽ gặp nhiều khó khăn, thậm chí không thể thực hiện được. Điều này đòi hỏi phải sử dụng các phương pháp thi công đặc biệt, làm tăng chi phí và thời gian. Khó kiểm soát chất lượng sau nhiều lần sử dụng: Cừ Larsen sau khi được sử dụng nhiều lần có thể bị biến dạng, mòn, gỉ sét, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và độ bền. Việc kiểm soát chất lượng của cừ Larsen cũ là rất khó khăn.	Nguy cơ bị nổ kích: Hệ giằng khi chịu tác động quá lớn từ đất hoặc kích bị các tải trọng va chạm có thể bị biến dạng hoặc gãy, thậm chí bị nổ kích, gây mất ổn định. Khó kiểm soát chất lượng sau nhiều lần sử dụng: Tương tự như cừ Larsen, hệ giằng sau khi được sử dụng nhiều lần cũng có thể bị biến dạng, mòn, gỉ sét, ảnh hưởng đến khả năng truyền lực. Yêu cầu kỹ thuật cao trong thi công và kiểm tra: Việc lắp đặt và kiểm tra hệ giằng đòi hỏi kỹ thuật cao và kinh nghiệm, nếu không sẽ dẫn đến việc hệ giằng không phát huy được hết tác dụng.

Giải thích thêm:
Cừ Larsen: Là thành phần chính của tường chắn, chịu lực trực tiếp từ đất.
Hệ giằng: Là phần bổ trợ, giúp tăng cường độ cứng và ổn định cho tường chắn.
Sự kết hợp: Cả hai đều cần thiết để tạo thành một hệ thống tường chắn hoàn chỉnh, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình thi công.

Tường chắn hố đào sâu sử dụng Cừ Larsen và hệ giằng để đảm bảo ổn định kết cấu

3. Khai báo thông số để sử dụng trong mô hình Plaxis 2D

Cừ Larsen: Thường được mô hình hóa bằng phần tử tấm (Plate element).
Hệ giằng: Thường được mô hình hóa bằng phần tử anchor (Anchor element).

3.1. Trường hợp cừ SP-IV được ép liên tục

Tham khảo thông số được cung cấp từ nhà sản xuất, trong đó lưu ý các thông số được khi báo trong Plaxis 2D là trên 1m bề rộng.
Bảng thông số kỹ thuật của cừ SP-IV với đơn trọng, moment quán tính và moment uốn trên 1m bề rộng

Bảng thông số kỹ thuật của cừ SP-IV với đơn trọng, moment quán tính và moment uốn trên 1m bề rộng

Từ đó, ta có được bộ thông số như sau:

Bảng thông số độ cứng (Stiffness) trong phần mềm mô phỏng kết cấu, bao gồm EA, E, EI và hệ số Poisson

3.2. Trường hợp cừ SP-IV được ép so le

Tham khảo thông số được cung cấp từ nhà sản xuất, trong đó lưu ý các thông số được khi báo trong Plaxis 2D là trên 1m bề rộng chỉ có 1 cây cừ.
Bảng thông số kỹ thuật của 1 cây cừ SP-IV, bao gồm diện tích, đơn trọng, moment quán tính, moment uốn và bán kính quán tính.

Bảng thông số kỹ thuật của 1 cây cừ SP-IV, bao gồm diện tích, đơn trọng, moment quán tính, moment uốn và bán kính quán tính.

Từ đó, ta có được bộ thông số như sau:

Bảng thông số độ cứng (Stiffness) trong Plaxis 2D, bao gồm EA, EI, hệ số Poisson và độ dày.

3.3. Hệ giằng 35HA, 40HA

Tham khảo thông số được cung cấp từ nhà sản xuất, trong đó lưu ý các thông số được khi báo trong Plaxis 2D.

Bảng thông số kỹ thuật thép hình chữ H SS400 (35HA, 40HA), gồm trọng lượng, kích thước, diện tích mặt cắt.

Bảng thông số kỹ thuật của thanh chống (anchor) H350, H400 gồm tiết diện ngang, module đàn hồi, độ cứng EA.

"Kiến thức này được trích từ bài giảng của thầy Hoàng Long Hải "

CẢM ƠN QUÝ ĐỘC GIẢ ĐÃ QUAN TÂM VÀ THEO DÕI BÀI VIẾT CỦA VIETCONS.EDU.VN!

Các bạn có thể liên hệ trực tiếp Fanpage (https://www.facebook.com/VietConsEducation) của trung tâm để đặt câu hỏi. Chúng tôi sẽ giải đáp thêm cho bạn.

Quét mã QR

Mã QR của Vietcons Edu để truy cập trang web