Tính toán tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước cho tầng hầm nhà cao tầng khu vực hà nội

Mở đầu
* Tính chất cấp thiết của đề tài:
Do quỹ đất ngày càng hiếm, giá đất ngày càng cao nên hầu hết các thành phố lớn
trên thế giới đều có kế hoạch khai thác và sử dụng không gian ngầm đô thị vào các
mục đích khác nhau.
Công trình ngầm là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống hạ tầng kỹ thuật
đô thị. Tổ chức khai thác không gian ngầm đô thị để hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật
ngầm và tăng cờng chất lợng cuộc sống cho con ngời là một bài toán cực kỳ quan
trọng.
Cũng nh các thành phố khác trên thế giới, việc khai thác không gian ngầm là vấn
đề cấp bách đỗi với thành phố Hà Nội. Một trong những giải pháp xây dựng công
trình ngầm trong vùng xây chen và điều kiện nền đất yếu nh khu vực Hà Nội thì giải
pháp t ờng trong đất là khá hợp lý. Sử dụng t ờng trong đất để bảo vệ thành vách
không những đảm bảo về mặt kỹ thuật, kinh tế mà còn đảm bảo về môi trờng và
không gây ảnh hởng xấu đến công trình lân cận đã xây dựng trớc đó.
Tờng trong đất sử dụng bê tông cốt thép toàn khối cần phải thực hiện nhiều thao
tác khó khăn. Trong đó không phải lúc nào kết cấu tờng cũng đạt đợc chất lợng cao
và các mối nối tin cậy, tốc độ thi công không cao. Vì vậy, vấn đề nghiên cứu tính
toán tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc cho tầng hầm nhà
cao tầng khu vực Hà Nội là cần thiết.
* Mục đích nghiên cứu.
Từ việc nghiên cứu đề tài, tác giả muốn bổ sung, nâng cao kiến thức để làm rõ u
điểm của tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc so với tờng
trong đất sử dụng bê tông cốt thép toàn khối. Đồng thời, xác định bản chất và
nguyên nhân chính gây ra các sự cố, rút ra một số biện pháp giảm thiểu sự cố khi thi
công hố đào sâu cho tầng hầm nhà cao tầng trong khu vực Hà Nội sử dụng các tấm
panel bê tông ứng lực trớc (BTƯLT) đúc sẵn.
* Đối tợng và phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu tính toán tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép BTƯLT cho tầng
hầm nhà cao tầng trong khu vực Hà Nội.
* phơng pháp nghiên cứu:

Đọc tài liệu, tham khảo các công trình đã đợc thiết kế, thi công thực ở Việt Nam
và trên thế giới.
Sử dụng phần mềm plaxis của Hà Lan để tính toán các ví dụ cụ thể.
4
* ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Công nghệ t ờng trong đất là giải pháp tiên tiến trong việc xây dựng công trình
ngầm đô thị. Với mục đích tăng mức độ công nghiệp hoá xây dựng, việc sử dụng
panel lắp ghép BTƯLT là một bớc phát triển mới trong kỹ thuật xây dựng. Sử dụng
panel lắp ghép BTƯLT làm tờng trong đất cho phép giảm khối lợng làm đất, giảm
chi phí BTCT, giảm thời gian thi công và giá thành xây dựng.
*) Cấu trúc của luận văn:
- Mở đầu
- Chơng I: Tổng quan về tờng trong đất
- Chơng II: Cơ sở tính toán tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng
lực trớc.
- Chơng III: Tính toán tờng tầng hầm sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực tr-
ớc.
- Kết luận và kiến nghị.

Chơng I
Tổng quan về tờng trong đất
I.1. Tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc.
I.1.1. Khái niệm về tờng trong đất.
Tờng trong đất là một loại kết cấu có tác dụng chắn giữ, đảm bảo cho việc thi
công hố móng đào sâu đợc an toàn, thuận lợi, nó chịu tác dụng chủ yếu là các tải
trọng ngang nh áp lực đất, áp lực nớc, tải trọng thi công. Tờng trong đất có khi chỉ
có tác dụng chắn giữ cho công trình bên trong, cũng có khi là một bộ phận kết cấu
chính của công trình, tuỳ theo công năng sử dụng và độ sâu của hố móng mà ta lựa
chọn một trong các loại tờng trong đất sau:
+ Tờng bằng ximăng đất: Là cọc đợc làm từ ximăng trộn với đất, sau khi đóng

rắn lại sẽ thành tờng chắn có dạng bản liền khối đạt cờng độ nhất định, dùng cho
loại hố đào có độ sâu 3-6m;
+ Cọc bản thép: Có mặt cắt chữ U và Z, sau khi hoàn thiện nhiệm vụ chắn giữ, có
thể thu hồi sử dụng lại, dùng cho loại hố móng có độ sâu từ 3 10m.
5
+ Cọc bản bê tông cốt thép có mặt cắt chữ U, C dài 6-20m, dùng cho loại hố
móng có độ sâu 3 - 15m; ở nớc ta đã sản xuất bản cọc bằng BTCT ứng suất trớc.
+ Tờng chắn bằng cọc khoan nhồi: Đờng kính

600-1000 mm, cọc dài 15-30m,
làm thành tờng chắn theo kiểu hàng cọc, dùng cho loại hố móng có độ sâu 6-13m,
có khi đến 25m.
+ Giếng chìm và giếng chìm hơi ép: Trên mặt đất hoặc trong hố đào nông có nền
đợc chuẩn bị đặc biệt, ta làm tờng vây của công trình để hở ở phía trên và phía dới.
+ Tờng liên tục trong đất: Làm bằng bê tông cốt thép, chiều dày của tờng thờng
từ 0,4 1,0m, chiều sâu thờng từ 10 45m. Có thể làm tờng bằng kết cấu tấm
BTCT lắp ghép. Tờng liên tục trong đất có các u điểm sau:
Thân tờng có độ cứng lớn, do đó, biến dạng của kết cấu và của móng đều rất ít,
vừa có thế dùng đợc trong kết cấu chắn giữ siêu sâu, lại có thể dùng trong kết cấu
lập thể (không gian).
Thích dụng trong các loại điều kiện đất nền khác nhau: Trong các lớp đất cát cuội
hoặc khi phải vào tầng nham phong hoá khi cọc bản thép rất khó thi công nhng lại
có thể dùng kết cấu tờng liên tục trong đất đợc thi công bằng các loại máy đào thích
hợp để đào hào cho tờng.
Có thể giảm bớt ảnh hởng xấu đến môi trờng trong thi công công trình. Khi thi
công chấn động ít, tiếng ồn thấp, ít ảnh hởng đến các công trình xây dựng và đờng
ống ngầm ở lân cận do dễ khống chế về biến dạng lún và chuyển vị.
Có thể thi công theo phơng pháp ngợc có lợi cho việc tăng nhanh tốc độ thi công,
hạ thấp giá thành thi công.
Do các u điểm trên, kết cấu tờng liên tục trong đất chủ yếu đợc dùng để làm các

đờng ngầm dới đất, tàu điện ngầm đặt nông, đờng ô tô và bãi đậu ô tô ngầm. Ngoài
ra, phơng pháp tờng trong đất cũng dùng để làm móng (có chức năng nh cọc cọc
Baret) và làm các tầng hầm của nhà ở và nhà dân dụng đặt sâu dới đất có chức năng
công cộng nh cửa hàng, hiệu ăn, quán cà phê, cũng nh để làm công trình đặt hệ
thống thiết bị kỹ thuật đô thị làm trạm biến thế, trạm cấp và xử lý nớc, tờng chắn
.v v Vì vậy, ở trong phạm vi của luận văn này, học viên đi sâu vào tìm hiểu tờng
liên tục trong đất.
I.1.2. Tờng trong đất ứng lực trớc.
Tờng trong đất đổ toàn khối thông thờng có khả năng cách nớc không cao. Do đổ
tại chỗ nên khó kiểm soát chất lợng, do đó, trong thời gian gần đây tờng panel lắp
ghép đợc sử dụng khá rộng rãi trong thực tế, đặc biệt là tờng panel lắp ghép ứng lực
trớc.
6
Tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép ứng lực trớc là tờng bê tông cốt thép,
trong đó bê tông đợc tạo ra ứng suất trớc để chống lại các vết nứt ở vùng kéo trong
panel dới tác dụng của tải trọng bằng cách sử dụng kết hợp bê tông và cốt thép cờng
độ cao, cốt thép sau khi buông sẽ tạo ra lực nén trong bê tông. Panel đợc sản xuất
trong nhà máy phải đảm bảo các yêu cầu theo đúng qui phạm trớc khi chuyển đến
công trờng để tiến hành ép làm tòng trong đất.
*) Các phơng pháp gây ứng suất trớc:
- Công nghệ căng trớc:
Công nghệ căng trớc đợc thực hiện bằng biện pháp căng các loại cốt thép cờng
độ cao đặt trong phạm vi khuôn đúc cấu kiện. Cốt đã đợc căng phải đợc neo và chốt
2 đầu vào hai mố tuyệt đối cứng theo phơng tác động của lực căng. Sau đó tiến hành
đổ bê tông. Khi bê tông đạt 80-90% cờng độ chịu nén thiết kế mới đợc cắt hai đầu
cốt căng khỏi mố neo.
Công nghệ căng trớc khi đổ bê tông thờng đợc sử dụng trong các xởng hoặc bãi
đúc các sản phẩm bê tông lắp ghép. Sử dụng công nghệ căng trớc trong các công x-
ởng cho phép sản xuất hàng loạt các cấu kiện với chất lợng đợc kiểm soát chặt chẽ.
Nếu bê tông đợc chng hấp trong điều kiện nhiệt ẩm cao thì sau 24 đến 36 giờ bê

tông có thể đạt mọi cấp độ bền thiết kế. Nhờ ứng dụng công nghệ mới này từ năm
2000 đến nay hàng loạt chung c cao tầng và các nhà công nghiệp nhiều tầng, các
công trình công cộng nh sân vận động, nhà để xe ngầm khẩu độ lớn đã đợc Công ty
Cổ phần bê tông và xây dựng Vinaconex Xuân Mai, sản xuất và lắp dựng với hiệu
quả kinh tế, kỹ thuật, năng suất, chất lợng cao.
Do kết cấu tờng trong đất dùng panel lắp ghép đợc sản xuất theo công nghệ căng
trớc nên ở luận văn này chỉ đi sâu vào công nghệ căng trớc.
- Công nghệ căng sau:
Công nghệ căng sau đợc thực hiện việc căng cốt thép gây ứng lực trớc trong kết
cấu chỉ sau khi đổ bê tông đổ tại chỗ đạt cờng độ ít nhất 80% cấp bền thiết kế. Điểm
tỳ của thiết bị căng nằm ngay trên cạnh hay trên mặt kết cấu nên còn đợc gọi là căng
trên bê tông. Để đảm bảo cho việc căng cốt thép đợc thuận lợi, cốt căng phải đợc
luồn trong rãnh hoặc các loại ống chuyên dụng trớc khi đổ bê tông.
Tuỳ thuộc vào thể loại kết cấu, loại cốt thép và phơng pháp thi công trong công
nghệ căng sau còn đợc phân biệt nh sau:
+) Phơng pháp căng ngoài kết cấu:
+) Phơng pháp căng sau dùng cáp có bám dính (cáp để trần)
+) Phơng pháp căng sau dùng cáp không bám dính (cáp có vỏ bọc)
+) Phơng pháp gây ứng lực trớc không toàn phần
7
*) Phạm vi áp dụng:
Công nghệ sử dụng các tấm panel lắp ghép bê tông ứng suất trớc làm tờng trong
đất đã đợc sử dụng rộng rãi trên thế giới và đã sử dụng ở Việt Nam. Các tấm panel
thờng đợc sử dụng với các công trình có 2-5 tầng hầm, công trình có chiều sâu tờng
dới 20m. Ngoài ra, các tấm panel ứng suất trớc còn đợc sử dụng rộng rãi trong các
công trình giao thông nh đờng hầm, tờng chắn các công trình lộ thiên,
*) Phơng pháp thi công:
Khác với thi công tờng trong đất bằng bê tông đổ toàn khối, với các panel lắp
ghép, tuỳ thuộc vào kích thớc và hình dạng các tấm panel mà lựa chọn phơng pháp
thi công cho thích hợp.

Khi chiều dài 2 cạnh mặt cắt tiết diện của panel là dạng hình vuông, có thể khoan
dẫn hớng trớc khi sử dụng máy ép ép chúng vào trong đất.
Khi chiều dài 2 cạnh mặt cắt tiết diện của panel là dạng hình chữ nhật, có thể thi
công theo trình tự sau: sử dụng các máy gầu ngoạm để đào đất trong môi trờng
huyền phù bentonite chống sập thành

Cẩu cừ

Thả cừ vào các hố đào đã đợc
định vị

Xử lý các mối nối.
Hình 1.1: Thi công khoan dẫn tại công
trình Sukara Tower - 47 Vũ Trọng Phụng

Một số hình ảnh về các panel bê tông
ứng suất trớc đợc sử dụng làm tờng trong
đất:
8
9
I.1.3. Tình hình sử dụng panel lắp ghép BTƯLT làm tờng trong đất trên thế giới và
Việt Nam.
ở nớc ta, cũng nh nhiều nớc trên thế giới ngày càng ứng dụng rộng rãi panel lắp
ghép BTƯLT làm tờng trong đất. Các công trình tờng trong đất thờng gặp nh sau:
- Làm tờng tầng hầm cho nhà cao tầng.
- Làm các công trình ngầm nh: đờng tàu điện ngầm, đờng cầu chui, cống thoát n-
ớc lớn, các ga ô gara lớn kích thớc 156x54x27m gồm 7 tầng đã đợc xây dựng đầu
tiên ở Matxcơva tô ngầm dới đất,
- Làm kè bờ cảng, làm tờng chắn đất, .
Trên thế giới từ những năm 80 của thế kỷ trớc đã có những công trình hố móng

đào sâu đợc xây dựng. Một vào năm 1983, gara trên đợc xây dựng ngầm bằng phơng
pháp tờng trong đất. Toà nhà Vĩnh Hoa Thợng Hải có quy mô 27 tầng, cao
99m, độ sâu chôn móng 10.6m, gồm 2 tầng hầm đã dùng tờng cọc khoan nhồi D600
sâu 21m, khoảng cách 850mm kết hợp với cọc ximăng đất 15m để chắn giữ hố đào
sâu 10.6m. Toà nhà Trung tâm tổ chức kinh doanh Quốc Gia Đài Loan (Taipei
National Enterprising Center) có 18 tầng trên mặt đất và 5 tầng hầm. Để chắn giữ hố
móng sâu 19.7m ngời ta đã dùng tờng trong đất dày 0.9m sâu 35m.
Trong những năm gần đây ở nớc ta, tại các thành phố lớn nh Hà Nội và thành phố
Hồ Chí Minh cũng bắt đầu sử dụng các tầng hầm dới các nhà cao tầng với hố đào có
chiều sâu đến hàng chục mét và chiều sâu tờng trong đất đến trên 40m. Toà nhà
Harhour View Tower (thành phố Hồ Chí Minh) gồm 19 tầng lầu và 2 tầng hầm, có
hố móng sâu 10m, đã dùng tờng trong đất sâu 42m, dày 0,6m. Toà nhà chung c trên
lô đất N05 Trung Hoà - Nhân Chính gồm 29 tầng lầu và 3 tầng hầm, có hố móng sâu
11.7m, đã dùng tờng trong đất sâu 27m, dày 0,8m v v Ngoài ra, trong xây dựng
10
công nghiệp nh nhà máy Apatit Lào Cai, nhà máy ximăng Bỉm Sơn hay nhà máy
điện Phả Lại đã có những kho, hầm hay tuynen sâu đến 20m đẫ dùng tờng trong đất
hay cọc khoan nhồi bê tông cốt thép để chắn giữ hố đào.
Trong thực tế, xây dựng tờng trong đất từ BTCT toàn khối cần phải thực hiện
nhiều thao tác khó khăn. Trong đó không phải lúc nào kết cấu tờng cũng đạt đợc
chất lợng cao và các mối nối tin cậy, tốc độ thi công hào không cao.
Với mục đích tăng mức độ công nghiệp hoá xây dựng với công nghệ tờng trong
đất, trong thời gian gần đây bắt đầu sử dụng panel BTCT hạ chúng vào hào đầy vữa
sét.
ở Việt Nam, công nghệ tờng trong đất sử dụng BTCT toàn khối đã phát triển t-
ơng đối rộng rãi đối với các công trình ngầm. Do còn nhiều hạn chết nên tờng trong
đất sử dụng panel lắp ghép vẫn cha đợc sử dụng nhiều trong thời gian qua. Tuy
nhiên, cùng với công nghệ ứng lực trớc đợc sử dụng rộng rãi nên trong thời gian gần
đây, công ty VINACONEX đã bắt đầu nghiên cứu và sản xuất các panel bê tông ứng
lực trớc làm tờng trong đất cho tầng hầm các nhà cao tầng. Ví dụ: Khu Trung tâm

thơng mại Chợ Mơ tại 495C Bạch Mai Hai Bà Trng Hà Nội đã đợc thiết kế
2 tầng hầm, dùng các panel lắp ghép 500x520mm có dạng chữ H làm tờng trong
đất; Toà nhà SaKura ToWer - 47 Vũ Trọng Phụng đã dùng các panel bê tông ứng
suất trớc bằng chữ T, dài mỗi tấm 12,2m, rộng 496mm, dày khoảng 500mm. Hàng t-
ờng này sẽ đợc giữ lại để làm tờng tầng hầm, vừa kết hợp làm cọc chịu lực, vừa làm
tờng vây. Trong quá trình thi công đã gặp phải một số sự cố nh: Panel bị vỡ, bị xiên,
ép sâu quá, ép không tới cốt thiết kế,

Một số hình ảnh về tờng bê tông dự ứng lực:
11
H×nh 1.2. CÊu t¹o têng cõ bª t«ng dù øng
lùc
H×nh 1.3. Gi÷ æn ®Þnh b»ng têng cõ
bª t«ng dù øng lùc
H×nh 1.4. Ðp ©m cõ D¦L t¹i c«ng tr×nh Sakura Tower - Sè 47 Vò Träng Phông
12
H×nh 1.5. §Þnh vÞ cõ khi Ðp c«ng tr×nh Sakura Tower - Sè 47 Vò Träng Phông
H×nh 1.6. Thi c«ng ®µo ®Êt t¹i c«ng tr×nh Sakura Tower - Sè 47 Vò Träng Phông
13
Hình 1.7. Cừ bê tông DƯL hình chữ H tại công trình Trung tâm thơng mại chợ Mơ
- Hai Bà Trng - Hà Nội
Hình 1.8. Thi công chống thấm tầng hầm tại công trình Sakura Tower - Số 47
Vũ Trọng Phụng
I.1.4. Bản chất và đặc điểm của tờng panel ứng lực trớc.
a) Bản chất của tờng panel ứng lực trớc:
Trong cấu kiện BTƯLT, ngời ta đặt vào một lực nén trớc tạo bởi việc kéo cốt thép
rồi gắn chặt nó vào bê tông thông qua lực dính hoặc neo. Nhờ tính đàn hồi, cốt thép
có xu hớng co lại tạo nên lực nén trớc và gây ra ứng suất nén trớc trong bê tông. ứng
suất nén này sẽ triệt tiêu hay làm giảm ứng suất kéo do tải trọng sử dụng gây ra, do
14

vậy làm tăng khả năng chịu kéo của bê tông và làm hạn chế sự phát triển của vết
nứt. ứng lực trớc (ƯLT) chính là việc tạo ra cho kết cấu một cách có chủ ý các ứng
suất tạm thời nhằm tăng cờng sự làm việc của vật liệu trong các điều kiện sử dụng
khác nhau. Nói cách khác, trớc khi cấu kiện chịu tải trọng sử dụng, cốt thép đã bị
căng trớc, còn bêtông đã bị nén trớc.
Đối với kết cấu tờng trong đất, sử dụng ứng lực trớc sẽ làm triệt tiêu các vết nứt
trong bê tông ở vùng kéo do tải trọng từ bên ngoài (áp lực đất, áp lực nớc, ) và phản
lực tại các sàn, neo,
b) Đặc điểm vật liệu cho bê tông ứng lực trớc.
Vật liệu của kết cấu bê tông ứng lực trớc gồm có bê tông, cốt thép căng, cốt thép
thờng và một số vật liệu khác nh neo, bộ nối, ống gen, vữa bơm bảo vệ cốt thép
căng.
*) Bê tông:
Dùng bê tông có cờng độ cao, đợc sản xuất tại nhà máy với cấp bền không nhỏ
hơn B25. Bê tông cần sử dụng mác cao để tăng độ bám dính giữa bê tông và cốt thép
dự ứng lực nhằm tránh tuột thép sau khi cắt, lực bám dính này rất cần thiết vì đây là
công nghệ tự bám dính. Sử dụng bê tông nặng hoăch bê tông hạt nhỏ có khối lợng
riêng nằm trong khoảng từ 2400 kg/m3 đến 2500 kg/m3.
*) Cốt thép:
Cốt thép dùng cho kết cấu bê tông ứng lực trớc gọi tắt là cốt căng hay cốt thép
căng, là loại cốt thép cờng độ cao ở dạng thanh, sợi , bện, bó đợc qui định trong
TCVN 6284-97. Cờng độ kéo tính toán cốt sợi ở dạng bện, bó có giá trị bằng (0,8-
0,85)Ru giới hạn bền và bằng 1900Mpa.
Các đặc trng cơ lý của cốt thép cờng độ cao dùng cho bê tông ứng lực trớc đã đ-
ợc chỉ dẫn trong các tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 1651-1:2008 và TCVN 1651-
2:2008, TCXDVN 356:2005.
*) Bệ căng:
Bệ căng đợc cấu tạo bằng thép không gỉ, cho phép sử dụng rất nhiều lần. Khoang
giữa là nơi để bố trí thép và đổ bê tông nên nó có kích thớc bề rộng bằng kích thớc
cấu kiện, thông thờng khoảng 1.095m. Bệ căng có ba mặt nh ván khuôn là một mặt

đáy và hai tấm thép thành xung quanh hai bên để tạo hình dáng cho cấu kiện và có
các chốt định vị để giữ tấm thép thành ở cả hai bên. Kế tiếp là đờng ray để cho ph-
ơng tiện máy móc di chuyển sử dụng để phục vụ trong quá trình sản xuất.
Phía dới ván thép đáy cách mặt đất khoảng 20cm là khoảng trống để bố trí hệ
thống dỡng hộ bằng hơi nớc.
15
*) Neo và các mặt bích:
Trong các kết cấu bê tông đúc sẵn neo dùng cho cốt thép căng đợc phân biệt theo
chức năng: neo ma sát, neo cố định, neo kéo căng (neo công tác).
Neo ma sát là những chi tiết đặt sẵn dọc theo cốt thép căng là sợi hoặc thanh đợc
dùng chế tạo các dầm, bản, tấm panel bê tông ƯLT theo công nghệ căng trớc.
Neo cố định (neo hãm, neo chết) thờng dùng trong kết cấu sàn bê tông ƯLT căng
sau với chức năng cố định một đầu cáp trong bê tông có thể có dạng ống kẹp (neo ép
kẹp) hay dạng hoa thị một hay nhiều lớp.
Mặt bích là các tấm thép dày khoảng 3-5 mm hoặc tấm thép ghép lại thành dạng
hộp rỗng. Trên mặt bích có các lỗ để cho các thanh căng luồn qua đợc. Khoảng cách
từ mặt ván khuôn đáy đến mép dới của lỗ lấy bằng chiều dày lớp bảo vệ. Khoảng
cách giữa các lỗ bằng khoảng cách giữa các thanh căng. Các mặt bích có thể có hình
dạng thẳng hoặc công để tạo dáng cho mỗi đầu của tấm đúng nh hình dạng đã đợc
thiết kế.
I.1.5. Ưu nhợc điểm của tờng panel ứng lực trớc.
Tờng từ các kết cấu ứng lực trớc (ƯLT) lắp ghép có hàng loạt u điểm so với đổ
tại chỗ. u điểm chủ yếu của chúng là mức độ cơ giới hoá cao, khả năng đảm bảo
chất lợng tốt, khả năng sử dụng kết cấu mỏng (đến 0,2 0,3), hình dáng và tiết
diện hợp lý (sờn, hộp, cánh, rỗng), khả năng đảm bảo chất lợng tốt bề mặt phía
trong công trình, không cần có những yêu cầu chặt chẽ với chất lợng huyền phù sét.
Ngoài ra, sử dụng kết cấu ứng lực trớc còn có hàng loạt các u điểm sau:
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc có khả năng chịu uốn cao hơn so với kết cấu bê
tông cốt thép thông thờng có cùng kích thớc;
+) Do có độ cứng lớn hơn nên kết cấu bê tông ứng lực trớc có độ võng nhỏ hơn

so với kết cấu bê tông cốt thép;
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc sử dụng vật liệu cờng độ cao nên mảnh và nhẹ
hơn so với kết cấu bê tông cốt thép;
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc có khả năng chịu cắt cao hơn do ứng suất nén tr-
ớc trong bê tông đã làm giảm ứng suất kéo chính. Việc sử dụng cốt thép căng dạng
cong có ý nghĩa làm giảm lực cắt trong bê tông dầm ở vùng gần gối tựa;
+) Do không bị nứt nên kết cấu bê tông ứng lực trớc hạn chế đợc sự xâm thực
gây ăn mòn của môi trờng, tăng tuổi thọ, tăng khả năng chống thấm của kết cấu.
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc có độ bền mỏi cao nên đợc dùng phổ biến làm
kết cấu chịu tải trọng động.
+) Sử dụng kết cấu bê tông ứng lực trớc có thể giảm đợc một lợng đáng kể bê
tông và cốt thép.
16
Tuy nhiên, bên cạnh những u điểm đó, kết cấu bê tông ứng lực trớc có những nh-
ợc điểm cần đợc biết để khắc phục:
+) Việc gây ứng suất trớc nén trong bê tông ở một số vùng có thể gây ứng suất
kéo ở một số vùng khác của kết cấu. Khi thiết kế cần có sự tính toán để loại trừ khả
năng nứt bê tông do ứng suất kéo này gây ra.
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc sử dụng bê tông cờng độ cao và cốt thép cờng độ
cao. Trong một số trờng hợp việc chế tạo các loại vật liệu này gặp khó khăn hoặc giá
thành cao;
+) Thi công kết cấu bê tông ứng lực trớc phải sử dụng các thiết bị chuyên dụng.
So với kết cấu bê tông cốt thép thờng thì thi công kết cấu bê tông ứng lực trớc đòi
hỏi nhiều chi phí nhân công hơn, đặc biệt là nhân công có tay nghề cao. Bên cạnh
đó, công tác kiểm soát chất lợng đối với kết cấu bê tông ứng lực trớc đòi hỏi cao hơn
so với kết cấu bê tông cốt thép thờng.
Do BTƯLT lắp ghép thờng đắt hơn đổ tại chỗ, việc giải quyết vấn đề về tính hợp
lý cần có cơ sở kinh tế kỹ thuật, khả năng kỹ thuật, tổ chức. Ngoài ra, việc xử lý
các mối nối giữa các tấm panel tơng đối phức tạp, đòi hỏi phải đợc nghiên cứu kỹ
khi đa ra phơng án xử lý.

Các panel phẳng sử dụng hợp lý trong các công trình tròn hoặc chữ nhật sâu tới
10-12m, panel sờn hiệu quả đối với công trình chữ nhật sâu tới 14-15m, các khối
rỗng có hiệu quả đối với việc xây dựng tờng chắn chiều sâu tới 15-18m.
Khi xây dựng tờng sâu hơn 12-15m tiến hành phân chia tờng không những theo
chiều đứng mà còn theo chiều ngang bằng các khe co giãn. Trong những trờng hợp
đó, nên kết hợp làm tờng lắp ghép - đổ tại chỗ, phần trên khoảng 10-12m làm từ
panel, còn phần dới từ BTCT đổ tại chỗ.
Do tờng trong đất có độ mảnh lớn, độ cứng nhỏ thờng gây chuyển vị ngang lớn
trong quá trình thi công, do đó hệ tờng chắn thờng đợc sử dụng kết hợp với hệ chống
hoặc neo.
I.2. Một số yếu tố ảnh hởng đến quá trình làm việc của tờng trong đất sử dụng
panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc [2].
*) Tác động của sự thay đổi ứng suất trong đất nền đến tờng panel ứng lực trớc.
Sơ đồ về biến dạng của kết cấu chắn giữ hố móng, của đáy hố móng và của công
trình quanh hố móng có thể khái quát mô tả trên hình vẽ:
17

Hình 1.9: Sự quan hệ giữa chuyển vị của kết cấu chắn giữ hố đào
và h hỏng công trình lân cận
1. Tờng chắn; 2. Chuyển vị tờng chắn hố đào
3. Đáy hố đào bị nâng lên; 4. Chuyển vị công trình lân cận.
Khi đào đất sẽ làm thay đổi trạng thái ứng suất biến dạng của đất tự nhiên dới
tác dụng trọng lợng bản thân của đất. Đáy hố đào đợc giải phóng khỏi tải trọng đứng
nên sẽ trồi lên phía trên còn áp lực ngang của đất quanh tờng chắn sẽ gây ra chuyển
vị ngang của tờng. Việc chống đỡ chỉ làm hạn chế những chuyển vị này chứ không
thể hoàn toàn loại trừ đợc chuyển vị. Khi dùng neo để chống đỡ tờng panel ứng suất
trớc đã làm thay đổi trạng thái ứng suất dới móng và cúng có thể gây cho công trình
phía trên nó những biến dạng đáng kể. ở đây chỉ đề cập đến một loại chuyển vị của
tờng neo vì tờng có thế chuyển vị theo chiều ngợc lại khi lực neo giữ đủ lớn.
*) Kích thớc của hố móng đến tờng panel ứng lực trớc.

Hình dạng mặt bằng, diện tích mặt bằng và độ sâu của hố móng, tất cả đều có
ảnh hởng lớn tới sự mở rộng và sự phân bố dịch chuyển đất xung quanh và bên dới
đáy hố móng với những điều kiện đất nền nhất định. Độ sâu hố đào hiển nhiên có
ảnh hởng tới sự dịch chuyển của đất. Tomlínon đã đề cập tới sự dịch chuyển không
thể tránh khỏi của đất vào trong lòng hố ở điều kiện thành hố móng có chắn giữ bình
thờng hay có neo với lợng chuyển vị khoảng (0-25%)H trong đất yếu và khoảng (0-
0,5%)H trong cát chặt hay sét cứng (H là độ sâu hố đào). Bề rộng hố móng có ảnh
hởng tới chuyển vị ngang của tờng panel đợc Mana và Cloung tổng kết qua hình vẽ
sau.
18
Hình 1.10: ảnh hởng của bề rộng hố móng tới
chuyển dịch ngang cực đại của tờng và độ lún cực đại của đất
*) ảnh hởng của nớc ngầm đến tờng panel ứng lực trớc.
Tác động của nớc ngầm đối với độ lún của đất rất đa dạng và xảy ra ở các giai
đoạn đào khác nhau. Tại nơi tờng trong đất sử dụng panel ứng suất trớc đặt trong lớp
đất dính nhng không đạt tới độ sâu của hố đào, trạng thái thấm ổn định sẽ phát triển
thành dòng ở bên dới chân tờng và làm đẩy nổi đáy hố đào. Dòng thấm này là
nguyên nhân làm giảm áp lực nớc ngầm, làm gia tăng ứng suất hữu hiệu và độ lún
bên ngoài biên của hố đào. Cũng tại thời điểm này, sức kháng bị động giảm do dòng
chảy phía trong của tờng, sự chuyển dịch lớn hơn xảy ra khi sức kháng bị động thay
đổi đến một lợng nào đó. Sự hình thành trạng thái ổn định nớc ngầm nh vậy là
nguyên nhân dẫn đến sự dịch chuyển của đất theo cả hai phơng nằm ngang và thẳng
đứng.
*) Độ cứng của tờng chắn và hệ chống giữ đến tờng panel ứng lực trớc.
Các số liệu nghiên cứu sử dụng nền biến dạng cục bộ (nền Winkler) hay các ch-
ơng trình phần tử hữu hạn về tơng tác đất nền kết cấu và các số liệu quan sát đợc
ở hiện trờng cho thấy quá trình chuyển vị ngang của tờng chắn và lún của đất xung
quanh hố đào chống đỡ bằng tờng trong đất giảm khi tăng độ cứng của tờng chắn và
hệ thanh chống đỡ. Độ cứng đàn hồi của hệ thanh chống có vai trò rất quan trọng.
Độ chôn sâu của tờng từ đáy hố đào trở xuống cũng làm thay đổi về chất độ cứng

của tờng và có ảnh hởng tới chuyển dịch của đất bên ngoài theo cả hai phơng thẳng
đứng và nằm ngang.
*) Tác động của việc gia tải trớc đến tờng panel ứng lực trớc.
Những kinh nghiệm thi công tờng trong đất cho thấy việc gia tải trớc cho hệ giằng
có hố móng sâu là nhằm làm chuyển vị ngang của tờng chắn trong các loại đất rời
và đất sét có độ cứng trung bình và cứng, bằng cách liên kết cọc cừ và dầm chẳng
19
hạn nh cọc cừ thép và dầm tờng bằng bê tông cốt thép. Ngoài phần gia cố thực tế
này ra, chuyển vị ngang của tờng chắn sẽ giảm đi nếu gia cờng độ cứng của đất
bằng hiệu ứng trễ của đờng cong biến dạng ứng suất của đất trong quá trình dỡ
tải kết hợp với sự gia tải và dỡ tải lặp đi lặp lại trong các thanh chống và giằng tại
các vị trí chắn giữ. ORourke (1976) đã tổng kết quan điểm của mình bằng cách
thống kê hầu hết các trờng hợp hệ thanh chống xiên gia tải trớc đến 50% tải trọng
thiết kế thì các chuyển vị lớn sẽ giảm tại các cột chống và sự quá tải của hệ khung
giằng là không xảy ra khi gia tải trớc đạt tới giới hạn 50% giá trị của tải thiết kế.
Việc gia tải trớc trong hệ thanh chống có thể đợc so sánh với việc kéo căng các
thanh neo đất. Việc kéo căng này đã đợc áp dụng thành công bằng cách sử dụng các
kích kéo sau tại các cốt lắp hệ khung chống đỡ khi hố móng đạt tới cốt đó. Sự vợt tải
10% đợc áp dụng cho mỗi neo để phòng khi các neo rão ra làm giảm tải.
*) Trình tự thi công và trình độ thi công đến tờng panel ứng lực trớc.
Việc lựa chọn biện pháp thi công tổng thể đối với tầng hầm nh bằng biện pháp
trên xuống (top-down) hay dới lên (Bottom-up), kỹ thuật sử dụng thanh chống
hay ván cừ cho biên tầng hầm, khoảng thời gian tiến hành các giai đoạn đào tất cả
đều có ảnh hởng đến sự dịch chuyển dịch ngang của tờng panel ứng suất trớc với
điều kiện đất nền và kích thớc hố móng đã xác định.
Nhiều kết quả quan trắc và các tiêu chuẩn thi công khác nhau đều cho thấy rằng
việc đào nhanh và thái độ thi công cẩu thả đối với công việc chống đỡ hố đào cũng
dẫn tới sự dịch chuyển của hệ thanh chống, sự lún sụt của đất và những phá hoại cục
bộ và đã có trờng hợp dẫn tới sụp đổ. Nhiều nguyên nhân của những chuyển dịch
hay phá hoại phụ của hố đào là do kinh nghiệm hiện trờng kém nh là việc chậm thi

công hệ chống đỡ, đào quá cốt đáy, thi công đóng cọc chất lợng kém, mất nớc do
các khe tờng chắn, mối nối giữa các khoá cọc cừ hay mối nối của tờng trong đất
kém dẫn tới mất đất, sự biến dạng hay tách thớ của bờ chắn bằng đất sét, sự chất tải
bề mặt quá lớn do chất đống các đất đá đào lên hay do thiết bị thi công, thanh neo
giằng không đủ độ cứng, lực kéo/ nhổ của chúng không đạt trị số yêu cầu hoặc
nên giữa các thanh giằng bị trợt cũng gây ra sự dịch chuyển lớn của tờng và đất
quanh hố đào bị lún sụt.
I.3. Các giải pháp chống đỡ hố đào khi thi công tờng trong đất sử dụng panel
lắp ghép bê tông ứng lực trớc.
I.3.1. Giữ ổn định bằng hệ chống, neo.
20
a) Hệ chống:
Khi đào đất hố móng hố móng công trình có thể sử dụng hệ chống để giữ ổn định
thành hố đào. Số lợng tầng thanh chống có thể là 1 tầng chống, 2 tầng chống hoặc
nhiều hơn tuỳ theo chiều sâu hố đào, dạng hình học của hố đào và điều kiện địa
chất, thuỷ văn trong phạm vi chiều sâu tờng vây.
Ưu điểm: Trọng lợng nhỏ, lắp dựng và tháo dỡ thuận tiện, có thể sử dụng nhiều
lần. Căn cứ vào tiến độ đào đất có thể vừa đào, vừa chống, có thể làm cho tăng chặt
nếu có hệ thống kích, tăng đơ rất có lợi cho việc hạn chế chuyển dịch ngang của t-
ờng.
Nhợc điểm: độ cứng tổng thể nhỏ, mắt nối ghép nhiều. Nếu cấu tạo mắt nối
không hợp lý và thi công không thoả đáng và không phù hợp với yêu cầu của thiết
kế, dễ gây ra chuyển dịch ngang và mất ổn định của hố đào do mắt nối bị biến dạng,
giá thành cao, khi thi công đào đất rất khó khăn.
b) Neo:
Để giữ ổn định thành hố đào cũng có thể dùng neo. Số lợng neo tuỳ thuộc vào
chiều sâu, dạng hình học của hố đào và điều kiện địa chất, thuỷ văn trong phạm vi
chiều sâu tờng vây.
u điểm: giữ ổn định tốt, không gây cản trở trong quá trình thi công các giai đoạn
khác của công trình.

Nhợc điểm: thi công phức tạp, không thực hiện đợc với các công trình xây chen.
Ngoài ra, đối với tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép BTƯLT, các tấm panel đợc
chế tạo sẵn trong các nhà máy và kích thớc mỗi tấm panel nhỏ, do đó không nên sử
dụng neo để giữ ổn định cho thành hố đào.

I.3.2. Giữ ổn định bằng phơng pháp thi công Semi Top-Down.
Với công trình chiều sâu tầng hầm tơng đối lớn, để tiến hành thi công phần ngầm
một cách an toàn, nhanh chóng và tiện lợi, ta sử dụng phơng pháp thi công mới theo
công nghệ Semi Top-Down. Phơng pháp thi công này thờng đợc dùng phổ biến hiện
nay. Để chống đỡ sàn tầng hầm trong quá trình thi công, ngời ta thờng sử dụng cột
chống tạm bằng thép hình đặt sẵn trong quá trình thi công cọc nhồi . Trình tự phơng
pháp thi công này có thể thay đổi cho phù hợp với đặc điểm công trình, trình độ thi
công, máy móc hiện có.
Hình ảnh về công nghệ thi công Semi Top - Down trên thế giới:
21
Hình 1.11. Công nghệ thi công Semi top-down
- Ưu điểm:
+ Lợi dụng hệ sàn tầng trên đã thi công làm hệ chống thành hố đào.
+ Hệ chống ổn định tốt trong quá trình thi công.
+ Rút ngắn thời gian thi công.
+ Rất kinh tế;
- Nhợc điểm:
+ Thi công phần ngầm sâu khó khăn cho công tác vận chuyển đất và vật liệu khác.
+ Máy móc yêu cầu hiện đại.
+ Kết cấu cột tầng hầm phức tạp;
+ Liên kết giữa dầm sàn và cột tờng khó thi công;
+ Công tác thi công đất trong không gian tầng hầm có chiều cao nhỏ khó thực hiện
cơ giới.
+ Nếu lỗ mở nhỏ thì phải quan tâm đến hệ thống chiếu sáng và thông gió.
I.3.3. Giữ ổn định bằng một số phơng pháp khác [5].

Để giữ ổn định cho tờng trong đất phục vụ công tác thi công còn có một số biện
pháp nh: neo, chống, kích, Dới đây là một số hình vẽ minh hoạ các biện pháp giữ
ổn định cho tờng trong đất.
22


Hình1.12: Kê chắn thành hố đào (a) và một số sơ đồ cấu tạo hệ thanh chống (b)
1. cọc; 2. dầm đai; 3. giằng chống; 4. bản giằng; 5. giá đỡ góc
6. bê tông phun; 7. dầm dọc; 8. bản đệm ; 9. nêm; 10. giằng chéo.
Chơng II
Cở sở Tính toán tờng trong đất
sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc
II.1. Tải trọng tác dụng.
Tờng trong đất là kết cấu chịu tải trọng ngang do áp lực đất, áp lực nớc, tải trọng
thi công là chủ yếu.
Tải trọng tác dụng vào kết cấu thông thờng có thể chia làm 3 loại:
+) Tải trọng vĩnh cửu (tải trọng tĩnh): là tải trọng mà trong thời gian sử dụng kết
cấu không biến đổi trị số, hoặc biến đổi của chúng so với trị số bình quân có thể bỏ
qua không tính. Ví dụ nh trọng lợng bản thân kết cấu, áp lực của đất
23
b)
a)
+) Tải trọng khả biến (tải trọng động): là tải trọng mà trong thời gian sử dụng kết
cấu có biến đổi trị số mà trị số biến đổi của chúng so với trị số bình quân không thể
bỏ qua đợc. Ví dụ tải trọng động mặt sàn, ô tô, cần trục hoặc tải trọng xếp đống vật
liệu v v
+) Tải trọng ngẫu nhiên: là tải trọng mà trong thời gian xây dựng và sử dụng kết
cấu không nhất định xuất hiện, nhng hễ có xuất hiện thì trị số rất lớn và thời gian
duy trì tơng đối ngắn. Ví dụ lực động đất, lực phát nổ, lực va đập v v
Tải trọng tác động lên kết cấu chắn giữ chủ yếu có:

+) áp lực đất;
+) áp lực nớc;
+) Tải trọng truyền từ móng qua môi trờng đất của công trình xây dựng trong
phạm vi vùng ảnh hởng (ở gần hố móng);
+) Tải trọng thi công: ôtô, cần cẩu, vật liệu xếp trên hiện trờng, lực neo giữ tờng
cừ.
+) Nếu vật chắn giữ là một bộ phận của kết cấu chủ thể thì phải kể đến lực động
đất;
+) Tải trọng phụ do sự biến đổi nhiệt độ và co ngót của bê tông gây ra.
Bảng tải trọng và tác động lên tờng trong đất trong giai đoạn thi công [2]
Bảng 2.1. Tải trọng tác động lên tờng chắn
TT Tải trọng và tác dụng
Hệ số
vợt tải
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Thờng xuyên
Trọng lợng của kết cấu (tờng, đáy )
áp lực ngang của đất ở trạng thái tĩnh
áp lực thêm của đất lên tờng khi có vỉa đất nghiêng

áp lực ngang tác dụng lên đất khi đổ bê tông và truyền qua đất
lên tờng sau khi BT đông cứng
áp lực thêm không đều hớng ngang của đất lên tờng ngầm có
mặt bằng hình tròn khi đất không đồng nhất
áp lực thuỷ tĩnh lên tờng (hớng ngang) và lên đáy (hớng thẳng
đứng)
Lực ma sát giữa tờng và đất khi đẩy nổi công trình
Lực căng của neo
Để chịu áp lực ngang của đất
Để tạo phụ tải chống đẩy nổi công trình
Ngắn hạn
áp lực đất phụ thêm lên tờng theo hớng ngang do tải trọng trên
mặt đất, giếng chìm bị nghiêng
áp lực chủ động và bị động của đất
Tải trọng trên sàn do các phơng tiện giao thông
áp lực thuỷ tĩnh của dung dịch sét trong áo giữ thành
Sức chống của đất ở dới đáy công trình
1,1 (0,9)
1,1 (0,9)
1,1 (0,9)
1,1 (0,9)
1,0
1,1 (0,9)
1,0
1,0
1,1
1,0
1,0
1,1
1,1

1,2(0,8)
1,1
24
13
Hệ số vợt tải trong dấu ngoặc ở bảng 2.1 đợc dùng khi tính công trình lúc hạ, đẩy
nổi, ổn dịnh chống trợt.
a) áp lực đất.
Khi tính toán kết cấu chắn giữ, áp lực tác động vào bề mặt tiếp xúc của kết cấu
chắn giữ với thể đất tức là áp lực đất. Độ lớn và quy luật phân bố của áp lực đất có
liên quan với các nhân tố và độ cao của vật kết cấu chắn giữ, nhng do việc xác định
chúng khá phức tạp ngay trong trờng hợp đơn giản nhất nên hiện nay vẫn dùng lí
thuyết Coulomb với những hiệu chỉnh bằng số liệu thực nghiệm
+) áp lực đất tĩnh: Nh tờng chắn đất cứng duy trì ở vị trí tĩnh tại bất động (không
bị chuyển dịch) thì áp lực đất tác động vào tờng gọi là áp lực đất tĩnh. Hợp lực của
áp lực đất tĩnh tác động trên mỗi mét dài tờng chắn đất biểu thị bằng E
0
(kN/m), c-
ờng độ áp lực đất tĩnh biểu thị bằng
0
P
(kPa).
+) áp lực đất chủ động: Nếu tờng chắn đất dới tác động của áp lực đất lấp mà lng
dịch chuyển theo chiều đất lấp, khi đó áp lực đất tác động vào tờng sẽ từ áp lực đất
tĩnh mà giảm dần đi, khi thể đất ở sau tờng đạt đến giới hạn cân bằng, đồng thời
xuất hiện mặt trợt liên tục làm cho thể đất trợt xuống, khi đó áp lực đất giảm đến trị
nhỏ nhất, gọi là áp lực đất chủ động, biểu thị bằng E
a
(kN/m) và
0
P

(kPa).
+) áp lực đất bị động: Nếu tờng chắn đất dới tác dụng của ngoại lực di động theo
chiều đất lấp, khi đó áp lực đất tác động vào tờng sẽ từ áp lực đất tĩnh mà tăng dần
lên, liên tục cho đến khi thể đất đạt giới hạn cân bằng, đồng thời xuất hiện mặt trợt
liên tục, thể đất ở phía sau tờng bị chèn đẩy lên. Khi đó, áp lực đất tăng tới trị số lớn
nhất, gọi là áp lực đất bị động, biểu thị bằng E
p
(kN/m) và
p
P
(kPa). Qua đó có thể
thấy, trong ba loại áp lực đất thì áp lực đất bị động lớn hơn áp lực đất tĩnh, và áp lực
đất chủ động là nhỏ nhất, Từ phân tích lý luận và thử nghiệm thực tiễn cho thấy,
chuyển vị cần thiết khi phía sau tờng chắn đất đạt đến áp lực đất bị động lớn hơn rất
nhiều áp lực đất chủ động.
*) Tính áp lực đất tĩnh:
Nếu tờng chắn duy trì tĩnh tại bất động ở nguyên vị trí của nó thì áp lực đất tác
động vào tờng gọi là áp lực đất tĩnh. Đất ở phía sau tờng chắn ở vào trạng thái cân
bằng đàn hồi, áp lực đất tĩnh có thể tính theo công thức sau:
p
o
=
0
)( Kqh
ii
+


Trong đó:
p

o
cờng độ áp lực đất tĩnh tại điểm tính toán (kPa);

i
- trọng lợng đơn vị của tầng thứ i bên trên điểm tính toán (kN/m
3
);
25
h
i
- độ dày tầng đất thứ i bên trên điểm tính toán (m);
q- tải trọng phân bố đều trên mặt đất (kPa);
K
o
- hệ số áp lực đất tĩnh của đất ở tại điểm tính toán.
Hệ số áp lực đất tĩnh K
o
xác định bằng thí nghiệm:
Lần đầu tiên vào những năm 40 Jaky đa ra, sau đó thí nghiệm của Bishop v.v
chứng thực, với đất cố kết bình thờng có thể lấy gần đúng là:
'
sin1

=Ko
Trong đó:



- góc ma sát trong hữu hiệu của đất, xác định bằng thí nghiệm đo áp lực n-
ớc lỗ rỗng cắt không thoát nớc chắt chậm hoặc cố kết ba trục.

Với đất siêu cố kết có thể lấy.
K
0
OCR
=K
0
(OCR)
0,5
Trong đó: OCR hệ số siêu cố kết của đất.
*) Tính áp lực đất chủ động:
áp lực đất chủ động tính theo Coulomb là
E
A
=
a
KH
2
2
1

Trong đó K
a
hệ số áp lực đất chủ động
K
a
=
2
2
2
)cos()cos(

)sin()sin(
1)cos(cos
)(cos




+
+
++

Trong đó:

,
- trọng lợng và góc ma sát trong của đất lấp sau tờng
H- Độ cao của tờng chắn đất

- góc kẹp giữa lng tờng với đờng thẳng đứng. Lng tờng nghiêng úp xuống là
dơng và ngợc lại là âm.

- góc nghiêng giữa mặt đất lấp với mặt phẳng ngang

- góc ma sát giữa lng tờng với đất lấp.
Nếu mặt đất lấp nằm ngang, lng tờng thẳng đứng, mà lng tờng lại nhẵn thì ta sẽ có
0,0,0 ===

, do đó ta có đợc:
K
a
=

2
2
)sin1(
cos



=
)
2
45(tan
02


26
*) Tính áp lực đất bị động:
Công thức tính áp lực đất bị động theo Coulomb E
p
là.
E
p
=
p
KH
2
2
1

Trong đó K
p

là hệ số áp lực đất bị động.
K
p
=
2
2
2
)cos()cos(
)sin()sin(
1)cos(cos
)(cos





++

+
b) áp lực nớc.
*) Phơng pháp tính áp lực nớc bình thờng:
Tải trọng tác động lên kết cấu chắn đất, ngoài áp lực đất ra còn có áp lực nớc của
nớc ngầm dới mặt đất. Khi tính áp lực nớc, thờng lấy trọng lợng nớc
3
/10 mkN
w
=

.
áp lực nớc có liên quan đến các nhân tố nh lợng cấp bổ sung nớc ngầm, sự thay đổi

mùa, độ kín nớc của tờng chắn trong thời gian thi công đào hố, độ sâu của tờng
trong đất, phơng pháp xử lí thoát nớc v.v
Tính áp lực nớc, đất dới mực nớc ngầm thờng dùng 2 phơng pháp là nớc đất
tính riêng (tức áp lực nớc, đất lần lợt tính riêng rồi cộng lại) và nớc đất tính
chung . Đối với đất tính cát và đất bột, có thể tính theo nớc đất tính riêng, tức là lần
lợt tính áp lực nớc rồi áp lực đất, sau đó cộng chúng với nhau. Với đất có tính sét thì
có thể căn cứ vào tình hình ở hiện trờng và kinh nghiệm trong thi công để xem tính
chung hoặc tính riêng.
*) Phơng pháp tính riêng áp lực nớc đất:
Phơng pháp nớc đất tính riêng áp dụng trọng lợng đẩy nổi để tính áp lực đất, dùng
áp lực nớc tĩnh để tính áp lực nớc, sau đó cộng hai loại với nhau sẽ có tổng áp lực
bên.
Dùng phơng pháp ứng suất tổng để tính áp lực đất, rồi cộng với áp lực nớc, tức là
tổn ứng suất
p
a
=
HKcHK
waa

+ 2
,
p
b
=
HKcHK
wpp

++ 2
,

Trong đó:
27
K
a
: hệ số áp lực đất chủ động tính theo chỉ tiêu cờng độ ứng suất tổng của đất
K
a
=tan
2
(
24


)
K
p
: Hệ số sáp lực đất bị động tính theo chỉ tiêu cờng độ ứng suất tổng của đất
K
p
=tan
2
(
24

+
)


- góc ma sát trong xác định theo cắt cố kết không thoát nớc (có kết cắt nhanh)
hoặc không cố kết không thoát nớc

c- Lực dính kết xác định theo cắt cố kết không thoát nớc hoặc không cố kết
không thoát nớc.
*) Phơng pháp tính áp lực nớc đất tính chung:
Phơng pháp áp lực nớc đát tính chung khi dùng trọng lợng bão hoà của đất tính
tổng áp áp nớc, đất, đây là phơng pháp tơng đối thông dụng hiện nay, đặc biệt là đối
với đất tính sét thì đã tích luỹ đợc một số kinh nghiệm, áp dụng:
p
a
=
aasat
KcHK 2

p
b
=
ppsat
KcHK 2+

Trong đó:
sat

- trọng lợng bão hoà của đất, từ mực nớc ngầm trở xuống có thể áp dụng
gần đúng trọng lợng tự nhiên
K
a
hệ số áp lực đất chủ động K
a
= tan
2
(45

0
-
2

)
K
p
hệ số áp lực đất bị động K
p
=tan
2
(45
0
+
2

)

- góc ma sát trong của đất xác định bằng cắt cố kết không thoát nớc hoặc
cắt không cố kết không thoát nớc theo phơng pháp tổng ứng suất.
c- lực dính kết của đất xác định bằng cắt cố kết không thoát nớc hoặc cắt
không cố kết không thoát nớc theo phong pháp tổng ứng suất
II.2. Sơ đồ tính.
a) Tính toán sức chịu tải của đất nền dới chân tờng.
Khi tờng trong đất làm tờng tầng hầm cho nhà cao tầng và kết hợp với vách làm
kết cấu chịu lực cho công trình thì nó sẽ chịu tải trọng đứng
tc
N
do công trình
truyền xuống. Lúc đó, cần kiểm tra để đất nền dới chân tờng đủ khả năng chịu áp

lực đó. (Hình vẽ).
28