Luận văn thạc sĩ Công trình thủy: Biến dạng của nền đất xung quanh hố móng khi hạ mực nước ngầm trong móng sâu

1

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do chính tôi thực hiện. Các
số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác
Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn



Lê Hữu Bính










2

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy hướng dẫn khoa học đặc biệt là người thầy
hướng dẫn chính TS. Nguyễn Kế Tường đã tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên và giúp
đỡ tôi hoàn thành luận án này.
Tôi cũng xin bày tỏ sự biết ơn tới sự quan tâm của Khoa Đào tạo sau đại học –
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh và sự ủng hộ của bạn bè,

đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm luận án.
Cuối cùng tôi xin chân thành cám ơn đến gia đình đã động viên ủng hộ tôi trong
thời gian làm luận án.









3


MỤC LỤC

Trang bìa……………………………………………………… ………………….…… 0
LỜI CAM ĐOAN 1
LỜI CẢM ƠN 2
MỤC LỤC HÌNH VẼ 6
MỤC LỤC BẢNG BIỂU 7
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHỮNG BIẾN ĐỘNG CỦA NỀN QUANH CÔNG TRÌNH
XÂY DỰNG. 8
1.1.Đào hố móng sâu 8
1.1.1. Khái niệm hố móng sâu: 8
1.1.2. Biện pháp chắn giữ thành hố móng: 8
1.1.3. Biện pháp hạ mực nước ngầm trong thi công hố móng sâu: 12
1.2.Lấp hố móng sâu: 14
1.2.1 Ngừng hạ mức nước ngầm: 14

1.2.2. Ngừng hạ mức nước ngầm và lấp đất: 14
1.3. Biến dạng của đất nền xung quanh hố móng: 14
1.3.1.Biến dạng của đất nên xung hố móng do việc đào hố móng gây ra: 14
1.3.2.Biến dạng của đất nên xung hố móng do việc lấp hố móng gây ra: 16
1.4. Những vấn đề còn tồn tại chưa được giải quyết: 16
1.4.1. Hệ thống chắn giữ thành hố móng. 16
1.4.2. Hạ mực nước ngầm trong thi công hố móng. 17
4

1.5. Tính cấp thiết của đề tài. 17
1.6. Mục tiêu nghiên cứu. 20
1.7. Hạn chế của đề tài và phương hướng phát triển 21
Chương 2:CƠ SỞ TÍNH TOÁN CỦA LUẬN VĂN ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 22
2.1. Khái niệm về dòng thấm 22
2.1.1. Tổng quan về sự phát triển của lý thuyết thấm 22
2.1.2. Định luật về thấm và các phương trình cơ bản: 26
2.1.3. Các khái niệm cơ bản của bài toán thấm: 29
2.1.4. Tính toán chuyển động ổn định dòng thấm trong điều kiện đất đồng nhất: 32
2.1.5. Chuyển động ổn định dòng thấm trong đất không đồng nhất: 34
2.1.6. Chuyển động dòng thấm ổn định vào hố móng 35
2.2. Các biến hình thấm thông thường: 37
2.2.1. Xói ngầm cơ học 38
2.2.2.Xói tiếp xúc 38
2.2.3. Hiện tượng đất chảy 38
2.3.4. Trường hợp đặc biệt khác 40
2.4. Đặc trưng biến dạng của đất 42
2.5. Khử nước ngầm trong hố móng 45
Chương 3: TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG VÀO TÍNH TOÁN HỐ MÓNG 52
3.1. Khái niệm về chuyển dịch đất nền xung quanh hố móng 52
3.1.1. Các nguyên nhân gây ra chuyển dịch đất nền xuông quanh hố móng: 52

3.1.2. Chuyển vị của công trình chắn gữi: 52
3.1.3. Hạ mực nước ngầm trong thi công hố móng sâu: 52
5

3.1.4. Áp lực đất chủ động của Rankine (giả thiết tường không có ma sát): 59
3.1.5. Độ lún do hạ mực nước ngâm gây ra xung quanh hố móng: 60
3.2. Ứng dụng vào tính toán thực tế : 62
3.3. Phương pháp làm giảm biến dạng đất nền xung quanh hố móng: 97
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100
4.1. Mục tiêu mà đề tài đạt được 100
4.1. Hạn chế của đề tài và phương hướng phát triển 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO 102














6

MỤC LỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sự cố tầng hầm cao ốc Bến Thành TSC 20

Hình 1.2: Sự cố tầng hầm cao ốc Pacific 20
Hình 2.1: Sơ đồ lưới thấm của nước dưới đất 31
Hình 2.2: Sơ đồ dòng thấm vào hố móng hoàn chỉnh 35
Hình 2.3 : Sơ đồ dòng thấm vào hố móng không hoàn chỉnh 36
Hình 2.4: Giếng hút không hoàn chỉnh 1 hàng với 1 nguồn nước 46
Hình 2.5 :Giếng không hoàn chỉnh bố trí 1 hàng ở giữa 2 nguồn nước 48
Hình 2.6: Giếng hoàn chỉnh, 1 giếng với nguồn nước hình tròn bao quanh 51
Hình 3.1:Mô hình bán kính ảnh hưởng của giếng điểm 53
Hình 3.2:Mô hình hạ nước ngầm của hệ thống giếng điểm. 54
Hình 3.2: Mặt bằng biểu diễn bán kính vòng tròn tương đương 57
Hình 3.3: Nhóm giếng hạ mức nước ngâm hoàn chỉnh 58
Hình 3.4: Áp lực bị động tác dụng lên tường chắn 59
Hình 3.5 : Mặt cắt địa chất HK1 – HK3 64
Hình 3.6 : Mặt cắt địa chất HK2 – HK4 65
Hình 3.7 : Mặt cắt địa chất HK3 – HK4 66
Hình 3.9: Hình chiếu đứng của sơ đồ làm việc của giếng điểm 69
Hình 3.10: Sơ đồ diễn biến của độ lún của đất nền xung quanh hố móng ứng với h
max
=6m
80
Hình 3.11: Sơ đồ diễn biến của độ lún của đất nền xung quanh hố móng ứng với h
max
=10m
94
Hình 3.12: Sơ đồ diễn biến của độ lún của đất nền xung quanh hố móng. 96
Hình 3.13: sơ đồ bổ sung nước cho nước ngầm ngăn ngừa phá hoại cho công trình xung
quanh 98
7

MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Trị số J
KCP
theo đất nền và cấp công trình 41
Bảng 3.1:Giá trị

phụ thuộc
B
L
57
Bảng 3.2 : Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất 63
Bảng 3.3: Giá trị của ứng suất gây lún do bốn hình chữ nhật nay gây ra ứng với h
max
=6m
73
Bảng 3.4: Tổng độ lún của nền đất xung quanh hố móng với h
max
=6m 74
Bảng 3.5: Giá trị ứng suất tổng gây lún tại điểm M ứng với h
max
=6m 76
Bảng 3.6:Kết quả lún tổng cộng tại vị trí M ứng với h
max
=6m 76
Bảng 3.7: giá trị ứng suất tổng tại vị trí N ứng với h
max
=6m 77
Bảng 3.8: Kết quả lún tổng cộng tại vị trí N ứng với h
max
=6m 78

Bảng 3.9: giá trị ứng suất tổng tại vị trí P ứng với h
max
=6. 79
Bảng 3.10: Kết quả lún tổng cộng tại vị trí P ứng với h
max
=6. 79
Bảng 3.11: Giá trị ứng suất tổng tại vị trí 0 ứng với h
max
=10. 85
Bảng 3.12: Kết quả lún tổng cộng tại vị trí 0 ứng với h
max
=10. 86
Bảng 3.13: Giá trị ứng suất tổng tại vị trí M ứng với h
max
=10. 88
Bảng 3.14: Kết quả lún tổng cộng tại vị trí M ứng với h
max
=10. 89
Bảng 3.15: Giá trị ứng suất tổng tại vị trí N ứng với h
max
=10. 90
Bảng 3.16: Kết quả lún tổng cộng tại vị trí N ứng với h
max
=10. 91
Bảng 3.17: Giá trị ứng suất tổng tại vị trí P ứng với h
max
=10. 92
Bảng 3.18: Kết quả lún tổng cộng tại vị trí P ứng với h
max
=10. 93

Bảng 3.19: Kết quả tính toán các bài toán còn lại 95
8

Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ NHỮNG BIẾN ĐỘNG CỦA NỀN QUANH CÔNG TRÌNH XÂY
DỰNG.
1.1. Đào hố móng sâu
1.1.1. Khái niệm hố móng sâu:
Hố móng sâu là hố móng có độ sâu đặt chân móng lớn hơn 6m ,trong thực thế có nhiều
hố móng có độ sâu ít hơn 6m nhưng phải đào trong đất có điều kiện chất công trình và địa
chất thủy văn phức tạp cũng phải ứng xử như đối với hố móng sâu.
1.1.2. Biện pháp chắn giữ thành hố móng:
Kết cấu chắn giữ thường thì có tính chất tạm thời thường chỉ có tính chất tạm thời, khi
thi công xong là hết tác dụng. Một số vật liệu làm kết cấu chăn giữ có thể được sử dụng lại,
như cọc bản thép và những phương tiện chắn giữ theo kiểu công cụ. Nhưng cũng có một số
kết cấu chắn giữ được chôn lâu dài ở trong đất như cọc bê tông cố thép ứng lực trước, cọc
khoan nhồi, cọc trộn xi măng đất và tường liên tục trong đất. Cũng có cả loại khi thi công
móng thì là kết cấu chắn giữ hố móng, thi công xong sẽ trở thành một bộ phận của kết cấu
vĩnh cửu, làm thành tường ngoài các phòng ngầm kiểu phức hợp như tường liên tục trong
đất.
Các công trình chắn giữ phải thõa mãn các điều kiện an toàn như yêu cầu về cường độ
bản thân, tính ổn định và sự biến dạng của kết cấu chắn giữ, đảm bảo an toàn cho công
trình xung quanh.
1.1.2.1. Chắn giữ bằng cọc trộn dưới sâu:
Cọc trộn dưới sâu là phương pháp mới để gia cố nên đất yếu, nó sử dụng xi măng,
vôi để làm chất đóng rắn, nhớ vào máy trộn dưới sâu để trộn cưỡng bức đất yếu với chất
đóng rắn, lợi dụng một số loại phản ứng hóa học – vật lí xảy ra giũa chất đóng rắn với đất,
làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc có tính chỉnh thể, tính ổn định và có
cường độ nhất định.
9

Ở Việt Nam, đầu những năm 80 đã dùng kỹ thuật này của hãng Linden-Alimak (thủy
điển) làm cọc xi măng/vôi đất đường kính 40cm, sâu 10m cho công trình nhà 3-4 tầng và
hiện nay đang liên doanh với công ty Herculec(thủy điểm) làm loại cọc này sâu đến 20m
bằng hệ thống tự động từ khâu khoan, phun xi măng và trộn tại khu công nghiệp Trà Nóc
(Cần Thơ) với tổng chiều dài cọc gần 50.000m.
Phương pháp trộn dưới sâu thích hợp với các loại đất được hình thành từ các nguyên
nhân khác nhau như đất sét dẻo bão hòa, bao gồm bùn nhão, đất bùn, đất sét và đất sét
bột Độ sâu gia cố từ vài mét đến 50-60m. Nhìn chung nhận thấy khi gia cố loại đất yếu
khoảng vật đất sét có chứa đá cao lanh, đá cao lanh nhiều nước và đá măng tô thì hiệu quả
tương đối cao. Gia cố đất loại đất sét có chứa đá ilic, có chất chloride và hàm lượng chất
hữu cơ cao, độ trung hòa (độ pH) tương đối thấp thì hiệu quả kém hơn.
Nguyên lí cơ bản của việc gia cố xi măng đất là xi măng sua khi trộn với đất sẽ sinh ra
một loạt phản ứng hóa học rồi dần dần đóng rắn lại.
Theo kết quả thí nghiệm đất xi măng ở phòng: dung trọng xi măng đất hơi lớn hơn đất
mềm, ước lớn hơn đất mềm 0,7%-2,3%, hàm lượng nước nhỏ hơn đất mềm. Cường độ chịu
nén không hạn chế nở hông q
u
thường là (0,5-4)MPa, cường độ chịu kéo
(0,15 0,25)
tu
q


, lực dính kết
(0,2 0,3)
u
cq
, góc ma sát trong
00

20 30


,mô đun
biến dạng
50
(120 150)
u
Eq
(
50
E
là mô đun biến dạng khi ứng suất của xi măng đất đạt đến
50% trị số phá hủy), hệ số thẩm thấu k = 10
-7
- 10
-6
cm/s.
1.1.2.2. Chắn giữ bằng cọc hàng:
Khi đào hố móng, ở những chỗ không tạo được mái dốc hoặc do hiện trường hạn chế
không thể chắn giữ bằng cọc trộn được, khi độ sâu khoảng 6-10m thì có thể chắn giữ bằng
cọc hàng. Chắn giữ bằng cọc hàng có thể dùng cọc khoan nhồi, cọc đào bằng nhân công,
cọc bản bê tông đúc sẵn hoặc cọc bản thép
Kết cấu chắc giữ bằng cọc hàng có thể chia làm:
 Chắc giữ bằng cọc hàng theo kiểu dẫy cột
 Chắc giữ bằng cọc hàng liên tục
 Chắc giữ bằng cọc hàng tổ hợp
10

trong ba loại kết cấu được sử dụng cho công trình hố móng có độ sâu khác nhau, với kết

cấu chắn giữ bằng hàng cọc theo kiểu dẫy cột được sử dụng cho hố móng có đất nền tương
đối tốt và mực nước ngầm tương đối thấp.ngược lại với kiểu chắn giữ cọc hàng tổ hợp sử
dụng cho địa chất hố móng phức tạp, mực nước ngầm ở độ sâu lớn.
Căn cứ vào độ sâu đào hố, địa chất và tình hình chịu lực của kết cấu, chắn giữ bằng
hàng cọc có thể chia làm mấy loại sau đây:
 Kết cấu chắn giữ không có chống (conson): khi độ sau đào hố móng không lớn và
có thể lợi dụng được tác dụng conson để chắn giữ được thể đất ở phía sau tường
 Kết cấu chắn giữ có chống đơn:khi độ sâu đào hố móng lớn hơn, không thể dùng
được kiểu không chống thì có thể dùng một loại chống đơn trên đỉnh của kết cấu chắn
giữ(hoặc dùng neo kéo).
 Kết cấu chắn giữ nhiều tầng chống: khi độ sâu đào móng là khá sâu, có thể đặt
nhiều tầng chống, nhằm giảm bớt nội lực của tầng chắn.
Căn cứ vào thực tiễn thi công ở vùng đất yếu, với độ sâu hố đào lớn hơn 6m, khi điều
kiện hiện trường có thể cho phép thì nên áp dụng kiểu tường chắn bằng cọc trộn dưới sâu
kiểu trọng lực là hợp lý nhất. Khi điều kiện hiện trường bị hạn chế, cũng có thể dùng cọc
conson khoan lỗ hàng dày đường kính 600mm, giữa hai cọc được chèn kín bằng cọc rễ cây,
cũng có thể làm thành màng ngăn nước bằng cách bơm vữa hoặc cọc trộn xi măng ở phía
sau cọc nhồi: Với loại hố móng có độ sâu 4-6m, căn cứ vào điều kiện hiện trường và hoàn
cảnh xung quanh có thể dùng loại tường chắn bằng cọc trộn dưới sâu trọng lực hay có thể
đóng cọc BTCT đúc sẵn hoặc cọc bản thép, sau đó ngăn thấm nước bằng bơm vữa hoặc
tăng thêm cọc trộn, đặt một đường dầm quây và thanh chống, cũng có thể dùng cọc khoan
lỗ

600mm, phía sau dùng cọc nói trên để ngăn thấm, ở đỉnh cọc đặt 1 đường dầm quây và
thanh chống. Với loại hố móng có độ sâu 6-10m, thường dùng cọc khoan lỗ đường kính

800-1000mm, phía sau có cọc trộn dưới sâu hoặc bơm vữa chống thấm, đặt 2-3 tầng
thanh chống, số tầng chống tùy theo điều kiện địa chất, hoàn cảnh xung quanh và yêu cầu
biến dạng của kết cấu quây giữ mà xác định. Với loại hố móng có độ sâu trên 10m, trước
đây hay dùng tường ngầm liên tục trong đất, có nhiều tầng thanh chống, tuy là chắc chắn

11

tin cẩn nhưng giá thành cao, gần đây đã dùng cọc khoan lỗ

800-1000mm để thay thế cho
tường ngầm và cũng dùng cọc trộn dưới sâu để ngăn nước, có nhiều tầng chống và đảo
trung tâm ,kết cấu chăn giữ loại này đã ứng dụng thành công ở hố móng có độ sâu lên tới
13m.
1.1.2.3. Chắn giữ bằng tường liên tục trong đất
Tường liên tục trong đất(tường barrette )là loại tường bêtông cốt thép trong đất thường
có chiều dày từ 600mm đến 800mm để chắn, ổn định hố móng sâu trong quá trình thi công.
Tường có tiết diện chữ nhật thường có chiều rộng thay đổi từ 2,6m đến 5,0m. Tùy theo
chiều sâu tầng hầm, điều kiện địa chất công trình mà ta có thể tính toán và thiết kế chiều
sâu tường hợp lý và chiều sâu tường có thể lên tới 40m. Tường liên tục trong đất quay lại
thành đường kép kín, sau khi đào móng cho thêm hệ thống thanh chống hoặc thanh neo vào
sẽ có thể chắn đất, ngăn nước, rất tiện cho việc thi công móng sâu. Nếu tường liên tục trong
đất lại kiêm làm kết cấu chịu lực của công trình xây dựng thì càng có hiểu quả cao kinh tế
cao hơn.
Công nghệ tường liên tục trong đất có ưu điểm sau đây:
 Thân tường có độ cứng cao, tính tổng thể tốt, do đó, biến dạng của kết cấu và của
móng đều rất ít.
 Thích dùng trong các loại điều kiện địa chất đất: trong các lớp đất cát cuội hoặc
khi phải vào tầng nham phong hóa thì việc thi công cọc bản thép gặp rất nhiều khó khăn,
nhưng với kết cấu tường trong đất liên tục thi việc thi công sẽ được giải quyết với các máy
đào chuyên dụng.
 Có thể giảm bớt ảnh hưởng đến môi trường trong khi thi công công trình: khi thi
công chấn động ít, tiếng ồn thấp, ít ảnh hưởng các công trình xây dựng và đường ống ngầm
ở lân cận xung quanh, dễ khống chế về biến dạng lún.
Nhưng, phương pháp thi công tường liên tục trong đất cũng có những nhược điểm sau:
 Việc xử lí bùn thải không những làm tăng chi phí cho công trình mà khi kỹ thuật

phân li bùn không hoàn hảo hoặc xử lí không thỏa đáng sẽ làm cho môi trường bị ô nhiễm.
12

 Vấn đề sụt lở thành hố: khi mực nước ngầm dâng lên nhanh mà mặt dung dịch giữ
thành giảm mạnh, trong tầng trên có kẹp lớp đất cát tơi xốp, mềm yếu, nếu tính chất dung
dịch không thích hợp hoặc đã bị biến chất, việc quản lí thi công không thỏa đáng, đều có
thể dẫn đến sự sụt lở thành móng, lún mặt đất xung quanh, nguy hại đến an toàn của các
công trình xây dựng và đường ống ở lân cận. Đồng thời cũng có thể làm cho thể tích bê
tông thân tường bị tăng vọt lên, mặt tường lồi lõm, kích thước kết cấu vượt quá giới hạn
cho phép.
 Nếu dùng tường liên tục trong đất chỉ để làm tường chắn đất tạm thời trong giới
trong giai đoạn thi công thì giá thành khá cao, không kinh tế.
1.1.3. Biện pháp hạ mực nước ngầm trong thi công hố móng sâu:
Khi thi công hố móng và móng công trình, thường phải đào đất ở phía dưới mực nước
ngầm, nhất là đối với nhà cao tầng, móng đặt sâu, số tầng ngầm dưới đất khá nhiều. Khi thi
công, nếu nước ngầm ngấm vào trong hố móng làm cho hố móng bị ngập nước nên hạ thấp
cường độ của đất nền, tính nén co tăng lên, công trình sẽ bị lún quá lớn, hoặc tăng ứng suất
trọng lượng bản thân của đất, tạo ra lún phụ thêm của móng, những điều đó sẽ trực tiếp ảnh
hưởng đến an toàn của công trình xây dựng. Do đó, khi thi công hố móng cần thiết phải có
biện pháp hạ mực nước ngầm và thoát nước tích cực để cho móng được thi công trong
trạng thái khô ráo.
1.1.3.1. Phương pháp thoát nước mặt (thoát nước lộ thiên)
Là phương pháp cho nước tự chảy vào hố móng và trong quá trình thi công lắp đặt
bơm có thể hút nước trong hố móng. Phạm vi áp dụng thích hợp nhất đó móng không quá
sâu và địa chất đất đá vụn, cát hạt thô, đất có lượng thấm nước nhỏ.
Thoát nước bằng phương pháp này không thể hoàn toàn ngăn cản được hiện tượng
lưu sa (cát chảy), đồng thời với việc nước ngầm ào vào trong hố, đất ở bồn xung quanh hố
cũng ào vào theo, có thể dẫn tới sụt lở thành hố, hạ thấp cường độ của đất đáy hố.

13

1.1.3.2. Phương pháp giếng điểm nhẹ:
Phương pháp này chủ yếu là lợi dụng "Hình phễu nước rút". Khi nước trong giếng
rút xuống do bắt đầu bơm hút thì nước ngầm trong tầng chứa nước ở xung quanh chảy vào
trong giếng, qua một thời gian, mực nước sẽ ổn định và hình thành một đường cong uốn về
phía giếng, mực nước ngầm hạ xuống dần tới dưới cột thiết kế của đáy móng, làm cho thi
công có thể tiến hành trong môi trường khô ráo.
Sau khi đã nối khép kín hệ thống hạ nước ngầm mới tiến hành hút nước thử. Nếu
không thấy bị dò nước, dò khí, tắc bùn thì có thể chính thức sử dụng, phải khống chế độ
chân không, trong hệ thống có lắp đồng hồ chân không, thông thường độ chân không
không thấp hơn 55,3-66,7kPa. Khi đường ống giếng điểm bị rò khí, sẽ làm cho độ chân
không không đạt được yêu cầu. Để bảo đảm hút nước liên tục, phải bố trí hai nguồn điện,
chờ sau khi các công trình ngầm được lấp đặt xong mới được tháo bỏ giếng điểm và lấp kín
lỗ giếng điểm.
1.1.3.3. Hệ thống giếng điểm phun (Eductor System):
Hệ thống này còn được gọi là “hệ thống phun phản lực hoặc “hệ thống phun” hoặc
hệ thống phun của giếng điểm” tương tự như hệ thống giếng điểm. Thay vì sử dụng hút
chân không để lấy nước vào trong giếng, hệ thống sử dụng phun áp lực cao và chảy vào
các ống.mỗi đoạn có đường kính khoảng 30-40mm. áp lực nước cao được cung cấp qua các
ống khuếch tán lập tức được đi lên lỗ của bộ lọc, tạo ra một sự giảm áp(hay áp lực âm) từ
đó hút nước theo các ống chính có đường kính lớn hơn. Áp lực cao được tách ra khỏi
nguồn nước phun lên. Ưu điểm của hệ thống phun là hoạt động của nhiều giếng điểm từ
một trạm bơm duy nhất, mực nước ngầm có thể được hạ xuống trong khoảng từ 10-45m.
Phương pháp này mang tính kinh tế cao khi được sử dụng cho đất có hệ số thấm thấp.
1.1.3.4.Phương pháp giếng điểm bơm sâu (Deep Wells):
Khi nước phải được hút lên từ độ sâu lớn hơn 8m và nó không khả thi để giảm số
lượng máy bơm và đường ống hút được sử dụng trong các giếng nông để đạt được thêm vài
mét độ sâu như vậy gọi là giếng sâu. Khoan lỗ giếng có thể dùng máy khoan lỗ hoặc bằng
nước, đường kính lỗ phải lớn hơn đường kính ống giếng 200mm. Ống giếng phải đặt thẳng

14

đứng, lưới lọc ống phải đặt trong phạm vi thích đáng của tầng chứa nước,đường kính ống
giếng phải lớn hơn đường kính ngoài của bơm nước, giữa thành lỗ và ống giếng lấp bằng
các vật liệu lớn hơn đường kính lỗ lưới lọc.
1.2.Lấp hố móng sâu:
1.2.1 Ngừng hạ mức nước ngầm:
Khi ngừng hạ mực nước ngầm thì mực nước ngầm sẽ được trả lại cao độ ban đầu,
dòng thấm sẽ đi theo thân cừ vào trong đấy hố móng, sẽ tạo nên áp lực đẩy nổi sẽ là trượt
móng của công trình nếu không được tính toán kỹ thời gian ngừng hạ và phương pháp lấp
hố móng. Mặt khác khi nước ngầm trong hố móng tăng lên sẽ làm giảm áp lực bị động của
đất bên trong hố móng làm chuyển dịch đất nên ở bên trên tường cừ.
1.2.2. Ngừng hạ mức nước ngầm và lấp đất:
Cũng tương tự như việc ngừng hạ mực nước ngầm nhưng có lấp đất sẽ tạo ra áp lực
bản thân của đất tác dụng lên đất móng, sẽ giảm được một phần sự đẩy nổi đấy móng, gây
ra biến dạng xung quanh ở dung quanh vì sự hao hụt đất nền ở xung quanh do dòng thấm
mang vào và khi lấp đất thì trả lại một phần áp lực bị động làm giảm sự chuyển dịch của
tường cừ.
1.3. Biến dạng của đất nền xung quanh hố móng:
Biến dạng đất nên xung quanh hố móng do hai yếu tố cơ bản gây ra đó là hệ thống
chắn giữ và sự dịch chuyển của nước ngầm (dòng thấm) gây ra sự chuyển dịch đất nên
xung quanh hố móng làm hư hại, có thể dẫn đến sự sụp đỗ hoàn toàn công trình bên cạnh.
1.3.1. Biến dạng của đất nên xung hố móng do việc đào hố móng gây ra:
Khi đào đất sẽ làm thay đổi trạng thái ứng suất – biến dạng của đất tự nhiên dưới tác
dụng trọng lượng bản thân của đất. Đáy hố đào được giải phóng khỏi tải trọng đứng nên sẽ
trồi lên phía trên còn áp lực ngang của đất xung quanh tường chắn sẽ gây ra chuyển vị này
chứ không hoàn toàn loại trừ được chuyển vị.
15

Sự xây dựng công trình trong hố móng đã đào xong gây ra độ lún của đấy hố nhưng

những chuyển vị ngang vẫn còn duy trì một phần hoặc hoàn toàn. Điều đáng lưu ý là các
chuyển vị thẳng đứng quan sát được ở đấy hố móng lại được thể hiện ở trên mặt đất lan đến
những phạm vi đôi khi khá xa hố móng.
Những chuyển vị này gây ra độ lún và độ nghiêng của những nhà ở gần và cần phải
có những biện pháp đặc biệt và kịp thời để bảo vệ. Ở phần dưới của tường chắn-phần
ngàm/chống vào trong đất khối đất nằm dưới đáy hố móng bị nén lại. Vì vậy mà kích thước
hố móng ở đáy bị giảm đi. Giả thiết rằng những biến dạng này chỉ ở tường với neo còn độ
cứng của các thanh chống không cho phép chuyển vị rõ ràng nào của tường. Những thực
nghiệm đã chứng tỏ như thế, chỉ có đặc trưng biến dạng là thay đổi: gần tường phần phái
trên chuyển vị của đất nền với neo là lớn còn ở phía dưới thì chuyển vị lớn là cùng với
thanh chống. Nguyên nhân là vì thanh chống phía trên được đặt khi chưa đào và áp lực
ngang của đất chưa tác dụng lên tường còn các thanh chống sau đó, theo độ sâu của hố
móng, tổng áp lực của đất sẽ tăng lên và phần dưới của tường bị dịch chuyển. Lúc xây
dựng mỗi một neo sẽ căng tới một lực nào đó dưới sự khống chế của máy đo chuyên dụng.
Biến dạng của đất xảy ra khi các neo đều chịu lực căng lớn sẽ hình thành lăng trụ phá
hoại nằm ngoài vùng của bầu neo hoặc là trồi lên phía trên mặt đất của vùng này. Trong
trường hợp căng yếu thì sức chịu tải của neo sẽ không đủ và hình thành lăng trụ phá hoại
nằm giữa tường và vùng bầu neo. Trên đây là những trường hợp có thể xẩy vùng phá hoại
của đất quanh hố đào đối với sự làm việc của neo và thanh chống. Điều này cũng xẩy ra
với thanh chống hoặc tường chắn kiểu trọng lực hoặc kiểu côngxon.Đặc tính của đất nên
cũng là mối quan tâm lớn với công việc chắn giữ hố móng,đặc biệt là đất sét đã được giả
định là không đẳng hướng. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng tốc độ và độ lớn của dịch
chuyển của tường chắn sẽ tăng nhanh khi xẩy ra hiện tượng đáy hố đào bị đẩy trồi trong lúc
hệ số an toàn chống lại sự phá hoại nền lại tính cho nền đồng nhất.
Tác động của nước ngầm đối với độ lún của đất rất đa dạng và xẩy ra ở các giai đoạn
đào khác nhau. Tại nơi cọc cừ đóng vào lớp đất dính nhưng không đạt tới độ sâu của hố
đào, trạng thái thấm ổn định sẽ phát triển thành dòng ở dưới cọc cừ và làm đẩy nổi đấy hố
16

đào.Dòng thấm này là nguyên nhân làm giảm áp lực nước 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 đẩy nổi phía trong của cọc cừ, sự chuyển dịch lớn hơn xảy ra khi sức kháng bị
động thay đổi đến một lượng nào đó. Sự hình thành trạng thái ổn định nước ngầm như vậy
là nguyên nhân dẫn đến sự dịch chuyển của đất nền theo cả hai phương nằm ngang và
thẳng đứng. Độ cứng đàn hồi của hệ gằng chống có vai trò rất quan trọng. Độ chôn sâu của
cọc ván cừ từ đáy hố đào trở xuống cũng làm thay đổi về chất độ cứng của ván cừ và có
ảnh hưởng tới chuyển dịch của đất bên ngoài theo cả hai phương thẳng đứng và nằm
ngang.
1.3.2. Biến dạng của đất nên xung hố móng do việc lấp hố móng gây ra:
Việc lấp hố móng gồm có hai công việc đó là ngừng hạ nước ngầm và lấp đất cho hố
móng để lấy mặt bằng để xây dựng các kết cấu khác của công trình. Việc ngừng hạ mước
ngầm là một việc quan trọng vì nếu việc ngưng hạ không tính toán đúng thời điểm thì khi
nước ngầm xâm nhập vào trong hố móng gây ra áp lực đẩy nổi đáy móng công trình, gây ra
sự chuyển dịch và hư hại móng. Nước ngầm sẽ làm giảm áp lực kháng bị động của đất nên
lên hệ thông chắn giữ làm chuyển dịch đất nền bên ngoài tường. Dòng thấm sẽ làm xói
ngầm chân cừ làm cho khả năng chắn giữ của cừ sẽ giảm xuống nói một cách khác là
chuyển dịch chất nên ở phía trên.
1.4.Những vấn đề còn tồn tại chưa được giải quyết:
1.4.1. Hệ thống chắn giữ thành hố móng:
Đã có rất nhiều nghiên cứu về tường chắn đất và đưa những phương pháp tính áp lực
đất lên tường chắn. ví như:
 Phương pháp cổ điển (Blum 1931, Rowe 1952)
 Phương pháp hệ số đàn hồi (Winkler 1867, Terzaghi 1955, Menard 1964, Balay
1985, Monnet 1994)
 Phương pháp phần tử hữu hạn (Clough and Woodward 1967, Bjerrum 1972)
17

 Phương pháp thực nghiệm (Terzaghi 1936, Peck 1943 - 1969, Clough 1990)
 Phương pháp trạng thái giới hạn bền (Brinch-Hansen 1953)
….

Nhưng rất ít công trình nghiên cứu biến dạng của đất nền xung quanh hố móng do sự
làm việc của cừ gây ra. Khi đưa vào các số liệu tính toán thì chỉ tính được áp lực đất nền
lên tường chắn và lựa chọn cừ không làm đạt yêu câu về lực và mômen tác dụng còn trong
thực tế thì cừ sẽ bị chuyển vị kéo theo đó là đất nền xung quanh sẽ bị chuyển vị gây những
sự cố cho công trình xung quanh công trình.
1.4.2. Hạ mực nước ngầm trong thi công hố móng.
Nước ngầm có ảnh hưởng rất quan trọng không chỉ trong việc thi công giữ ổn định
vách đất, đào đất hố móng mà còn rất quan trọng trong khâu thiết kế. Nếu đất không có
nước thì kết cấu sẽ được an toàn hơn nhiều. Nên đã có rất nhiều nghiên cứu về nước ngầm
đối với sự ổn định của hố móng. Nhưng chưa có một công trình nào nghiên cứu đầy đủ về
nước ngầm trong thi công hố móng ảnh hướng đến các công trình lân cận. Đã có những tai
nạn vì những nhà thiết kế chưa có cái nhìn thấu đáo về nước ngầm và dòng thấm trong thiết
kế, thi công hố móng làm ảnh hưởng , hư hại đến các công trình cận.
1.5. Tính cấp thiết của đề tài.
Qua việc điều tra trên 130 sự cố công trình hố móng trong những năm tháng gần đáy
ở Trung Quốc, cho thấy: phần lớn sự cố có liên quan tới nước ngầm. Vì vậy, nhận thức
chính xác quy luật thấm của các loại đất, thiết kế kết cấu ngăn nước thật khoa học, bảo đảm
ngăn thấm có hiệu quả, là những khó khăn chủ yếu trong việc ngăn trị nước ngầm.
Trước tiên, tính toán chuẩn xác hệ số thẩm thấu của các tầng đất là một bài toán
khó. Tầng trên là tầng đất lấp tích nước rất không đồng đều, hệ số thấm thấu biến đổi rất
lớn, lại có liên quan chặt chẽ với vị trí và rò rỉ của đường ống ngầm. có nhiều sự cố xẩy ra
chính là vào lúc các đường ống ngầm bị vỡ . Tầng nước ngầm nếu trong trường hợp tầng
đất phân bố không đều hoặc tầng kẹp tương đối mỏng thì việc lấy hệ số thấm thấu của nó là
khá khó khăn.
18

Sau nữa, sự phá hủy thẩm thấu của nước ngầm thường đem lại hậu quả có tính chất
tai nạn, biểu hiện của nó là, trào nước ở đáy hố, thoạt đầu, chỉ có mấy điểm phun nước nho
nhỏ, dần dần lan ra, làm phá hủy toàn bộ đáy hố. Một biểu hiện nữa là cát chảy đất chảy ở
thành hố, do việc cắt nước không được tốt, dưới tác động của áp lực nước động, nước đất ở

thành hố chảy mất khá nhiều, làm cho mặt đất ở gần hố móng bị sụt lún, nguy hiểm cả bốn
bên xung quanh. còn một loại nữa là "chọc thủng tầng phủ ", xẩy ra ở giao diện giữa tầng
thấm nước với tầng đất sét.
Ở Việt Nam đã có những sự cố đáng tiếc xẩy ra do nhà thiết kế đã không nắm bắt
được sự hoạt động của dòng nước ngầm. Như tại Tp.Hồ Chí Minh đã xây ra các sự cố sau:
Cao ốc Residence: công trình có 01 tầng hầm, 01 trệt và 11 tầng lầu. Khi đào ở độ
sâu - 8m dưới đáy hố móng, phát hiện nước ngầm phun lên rất mạnh cuốn theo cát hạt nhỏ.
Hậu quả là ngày 31/10/2007 hè đường Nguyễn Siêu có hố sụt rộng 4 x 4m và sâu khoảng
34m và chung cư Casaco (đường Thi Sách, Q.1) bị lún nghiêm trọng. Nguyên nhân chính
là dùng cọc ván thép làm tường vây không ngăn được nước ngầm, nên khi hút nước để thi
công tầng hầm thì cột nước chênh áp ngoài thành hố đào tạo nên áp lực lớn đẩy nước
luồn qua chân tường vây đẩy trồi đáy móng lên. Nước dưới đất được thoát ra như bình
thông nhau, cuốn theo đất cát làm sụt lún nền các công trình xung quanh gần đó (trong
phạm vi “phểu” hạ thấp mực nước ngầm). Trước tình trạng đó, người ta đã phải khẩn cấp
lấp ngay các hố đào sâu và hố sụt tạo cân bằng áp lực để tránh tình trạng sụt lún tiếp. Đồng
thời lắp đặt các trạm quan trắc dịch chuyển lún và động thái nước dưới đất để tránh các rủi
ro có thể xảy ra.
Cao ốc văn phòng Bến Thành TSC: công trình này có diện tích mặt bằng 10x40m
và 02 tầng hầm. Tháng 11/2007, trong khi đào hố móng sâu thì nước ngầm ở đáy hố phun
lên rất mạnh, làm phồng trồi đáy hố, làm xê dịch tường cừ bằng cọc ván thép khoảng 8cm.
Đất nền bị sụt lún làm nứt đường hẻm lân cận và nghiêng tường ngăn. Do đó buộc phải
ngừng thi công và dùng biện pháp khoan giếng bơm hạ nước ngầm. Nguyên nhân là dùng
tường cừ bằng cọc ván thép không hơp lí, chân tường cừ đang đặt ở lớp cát pha bão hòa
19

nước nên khi có chênh áp lực bơm hút nước trong hố đào thì nước phun mạnh từ đáy hố
lên kéo theo đất cát và gây sụt lún.
Cao ốc Pacific: công trình cao ốc Pacific có 05 tầng hầm, 01 trệt và 18 tầng lầu.
Tường tầng hầm bằng bêtông cốt thép dày 1m, thi công bằng công nghệ tường trong đất,
khi đào đất để thi công tầng hầm thứ 5 thì phát hiện một lỗ thủng lớn ở tường tầng hầm có

kích thước 0,2 x 0,7m, dòng nước rất mạnh kéo theo nhiều đất cát chảy từ ngoài vào qua lỗ
thủng của tường tầng hầm. Công nhân đã dùng hết cách, nhưng không thể bịt được lỗ
thủng. Nước kéo theo đất cát chảy ào ào vào tầng hầm, công nhân phải thoát khỏi tầng hầm
để tránh tai nạn có thể xảy ra. Sự cố công trình này đã làm sụp đổ hoàn toàn tòa nhà của
Viện nghiên cứu Khoa học xã hội Nam Bộ ngay bên cạnh; tòa nhà Sở Ngoại Vụ cũng bị
lún nứt nghiêm trọng; Cao ốc YOCO 12 tầng và các tuyến đường xung quanh công trình
Pacific cũng có nguy cơ bị lún nứt. Nguyên nhân ban đầu của sự cố này là chất lượng thi
công tường vây thi công tầng hầm không tốt, lỗ thủng lớn ở tường vây thi công tầng hầm
đã gây dòng thấm nguy hiểm vào hố đào. Đất bên ngoài tầng hầm là cát pha bão hoà nước,
loại cát chảy. Mặt khác, mực nước ngầm dưới đất bên ngoài tầng hầm rất cao (ở cốt –
1,5m), lỗ thủng ở tường tầng hầm nằm ở độ sâu -20 m, tức là có cột nước với áp lực lớn
chênh nhau đến 18,5m. Với một cột nước có áp lực lớn như vậy, tầng cát bồi tích hạt nhỏ
và các pha bão hòa nước, khi có lỗ thủng ở tầng hầm cho nó thoát, dòng chảy rất mạnh kéo
theo đất cát chảy vào tầng hầm đồng thời làm rỗng xốp, làm lún sụp và phá hoại đất nền
của móng các công trình lân cận, khiến cho các công trình đó bị biến dạng, bị sụp lún, thậm
chí bị phá hoại. Đó là nguyên nhân sự cố công trình, một bài học đắt giá.
Tóm lại, ba trường hợp sự cố trên đều do việc thiết kế và thi công tường vây và hạ mực
nước ngầm thi công hố móng không tốt tạo ra tình trạng chênh áp lực nước lớn giữa trong
và ngoài hố đào sâu, nước phun mạnh từ đáy hố lên làm hỏng hố đào, đồng thới nước cuốn
theo đất cát làm hỏng nền của các công trình lân cận và gây ra sự cố lún sụt nghiêm trọng.
Vì vậy việc nghiên cứu sự dịch chuyển của đất nền xung quanh hố móng do việc hạ
mực nước ngầm gây ra là rất cấp thiết và mang tính cấp bách.
20



Hình 1.1: Sự cố tầng hầm cao ốc Bến Thành TSC


Hình 1.2: Sự cố tầng hầm cao ốc Pacific

1.6. Mục tiêu nghiên cứu.
 Phân tích sự dịch chuyển của đất nền xung quanh hố móng sâu do hạ mực nước
ngầm gây ra.
21

 Xác định các nguyên nhân sự cố do việc hạ mực nước ngầm, đưa ra các biện pháp
khắc phục để không xẩy ra các sự cố đáng tiếc.
 Giới thiệu với các nhà tkiết kế về sự làm việc của đất nền xung quanh hố móng khi
hạ mực nước ngầm.
1.7. Hạn chế của đề tài và phương hướng phát triển
Do thời lượng quy định thực hiện luận văn có hạn, luận văn chỉ tập trung giải thích và
đưa ra các nguyên nhân của sự dịch chuyển của đất nền xung quanh hố móng do nước
ngầm gây ra.Và đưa ra các biện pháp hạ mực nước ngầm thích hợp với công nghệ chắn giữ
hố móng.
Do thời gian có hạn chưa đưa ra các bài toán với nhiều giả thiết địa chất và hố móng
khác nhau và chưa đưa ra được các yếu tố thiên nhiên bất lợi trong việc thi công hố móng.
Hướng phát triển của luận văn là đưa vào các giả thiết mới như các điều kiện bất lợi
của thời tiết mà trong quá trình thi công có thể gặp phải, thay đổi nhiều điều kiện địa chất
để có cái nhìn tốt hơn về sự dịch chuyển đất nền.







22

Chương 2:
CƠ SỞ TÍNH TOÁN CỦA LUẬN VĂN ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
2.1. Khái niệm về dòng thấm:
Tác động của nước ngầm đối với công trình (tầng hầm của công trình nhà cao tầng hoặc
công trình ngầm, đê đập…) là rất đa dạng và gây ra mức độ ảnh hưởng cũng khác nhau. Sự
tác động của áp lực tĩnh và động của dòng thấm sẽ gây ra sự biến đổi trường ứng suất và
trường biến dạng của nền đất, làm cho công trình hoặc bộ phận công trình bị biến dạng lún,
lật, hay trượt là nguyên nhân dẫn đến sự cố nền móng công trình hay sự cố công trình.
Để hạn chế tới mức tối thiểu tác hại do dòng thấm gây ra sao cho đảm bảo được yêu cầu
kinh tế - kỹ thuật nền móng, cần thiết phải hiểu được bản chất của dòng thấm trong đất
cũng như tác động của nó lên công trình hoặc bộ phận công trình, khi có dòng thấm tác
động. Sự ra đời và phát triển của lý thuyết thấm đang từng bước đáp ứng các yêu cầu kỹ
thuật từ những đòi hỏi này.
2.1.1. Tổng quan về sự phát triển của lý thuyết thấm:
Vấn đề nghiên cứu dòng thấm từ lâu đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học
trên thế giới. Vào thế kỷ 18 đã có những công trình nghiên cứu của Lômônôxôv, Becnouli,
Euler. Từ năm 1856,nhà khoa học Pháp, H.Darcy đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm và
tìm ra định luật thấm tuyến tính mà ngày nay được gọi là định luật thấm Darcy.
Môi trường nền đất là môi trường hổn hợp phức tạp, bao gồm ba pha: pha rắn gồm
các hạt đất; pha lỏng gồm nước tự do trong lổ rỗng và pha khí. Nước chuyển động trong
môi trường đó rất đa dạng và phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố quan
trọng nhất ảnh hưởng đến chế độ chuyển động của nước là thành phần hạt của cốt đất và
trạng thái biến dạng của nó. Ngược lại, trạng thái biến dạng cũng phụ thuộc vào áp lực
thấm do chế độ thấm gây nên. Sự chuyển động của nước trong đất là do các thành phần lực
quyết định. Phân tích bản chất của lực do chế độ thấm trong môi trường đó gây nên đã
được R.Trugaev trình bày chi tiết trong tác phẩm nổi tiếng "Các công trình thủy lợi bằng
đất".
23

Một điều hiển nhiên là ta không thể nghiên cứu sự chuyển động của nước trong các lỗ

rỗng hay khe nứt riêng biệt do không có quy luật của môi trường đất, chỉ có thể xét cho
dòng chất lỏng tượng trưng chứa đầy trong toàn bộ thể tích lỗ rỗng và cốt đất. Những đặc
trưng của dòng thấm được thay bằng những giá trị trung bình của dòng chảy như lưu tốc,
áp lực, lưu lượng trong mô hình môi trường liên tục. Trong đó lưu tốc trung bình v mang
giá trị tượng trưng và nhỏ hơn giá trị thực trung bình trong lỗ rỗng 1/n lần (với n là độ rỗng
của môi trường), còn áp lực và lưu lượng có giá trị thực.
Hiện tượng thấm của nước lỗ rỗng trong đất đã được H. Darcy (Pháp) nghiên cứu từ
năm 1885. Trên cơ sở thực nghiệm, năm 1886 ông tìm ra quy luật thấm của nước lỗ rỗng
trong đất: tốc độ thấm tỷ lệ với gradien thuỷ lực, được gọi là định luật thấm đường thẳng
hay thấm Darcy (Dacxi):

dh
dl
v= kJ = -k



(2.1)
Trong đó :
k - Hệ số tỷ lệ đặc trưng cho thấm nước của đất đá được gọi là hệ số thấm
J – Gradien áp lực hay độ dốc thủy lực
dh - Độ chênh cột nước áp lực trong đoạn dl
Khi sử dụng định luật Darcy để giải quyết một số bài toán thực tế, năm 1857,
Đuypuy(Dupuit) đưa ra công thức dạng vi phân dùng để xác định lưu lượng của các dòng
thấm :

h
v= -k
S



(2.2)
Năm 1889, N. K. Giucopski đã đưa ra phương trình vi phân cơ bản về sự chuyển
động của nước trong đất, và năm 1889 đã cho xuất bản tác phẩm "Nghiên cứu lý thuyết
chuyển động của nước ngầm", trong đó có đưa vào khái niệm lực cản và lực khối lượng khi
thấm. Ông là người đầu tiên đặt cơ sở khoa học để tiếp tục phát triển lý thuyết thấm.
24

Các công trình nghiên cứu của Pavlovxki N.N., Laybenzon Z.S., Gerxeoanov N.M.,
đã hoàn thiện đầy đủ thêm cho cơ sở lý thuyết chuyển động của nước tự do trong đất và
đưa ra những điều kiện để sử dụng những định luật thấm Darcy.
Từ năm 1904, Butxinet đã nghiên cứu về vấn đề lý thuyết chuyển động không ổn định
của dòng thấm và đã thành lập phương trình vi phân chuyển động không ổn định của dòng
nước trong đất .

()
h q h
k
x k k t
'  

  

(2.3)
Xem hàm cột nước áp lực H chỉ thay đổi theo chiều chuyển động x.
Trong đó :

- Hệ số nhớt động học của nước
q - Lưu lượng bổ sung.
Hiện nay phương trình (2.3) vẫn được coi là phương trình vi phân cơ bản chuyển

động không ổn định của nước trong đất.
Dựa vào phương trình vi phân chuyển động của môi trường liên tục Euler, một số tác
giả như: Pavlopxki N.N., Aravin V.I., Numerop X.N. cũng rút ra phương trình vi phân.
Trugaev R.R. dựa trên nguyên lý Đalambe, thiết lập đa giác lực thấm cơ bản và đã rút ra hệ
phương trình vi phân của lý thuyết thấm biểu diễn ở dạng khác.
Một cách tổng quát nhất, phương trình cơ bản của lý thuyết thấm trong điều kiện
thấm Darcy có thể đưa về dạng phương trình Navestoc.

()
U
U U f gradP U
x

      

(2.4)
Trong đó :


- Khối lượng riêng;
P - Áp lực thủy động;
 - Toán tử Haminton;
U - Tốc độ thấm;
25



- Hệ số nhớt động học của nước.
Phương trình thể hiện mối quan hệ các lực tác động lên một đơn vị khối lượng chất
lỏng đang chuyển động.

Tiếp tục phát triển lý thuyết thấm của Gucopxki N.E., Pavlopxki N.N., Laybenzon là
những công trình nghiên cứu của các tác giả Zamarin E.A., Grisin N.E., Selkatrev V.N.,
Kamenxki G.N., được công bố và sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực liên quan.
Bên cạnh xu hướng phân dị, chỉ nghiên cứu sự chuyển động riêng biệt của nước trong
đất, xu hướng nghiên cứu tổng hợp mối liên quan giữa sự chuyển động của nước dưới đất
với quá trình biến dạng của môi trường đất đá cũng đã được chú ý phát triển. Vấn đề này
tuy được Pavlopxki N.N. và Gerxevanov N.M. đưa ra nghiên cứu từ lâu, song các kết qủa
nghiên cứu của Mironenko V.A. và Sextakov V.M. mới là những đóng góp đáng kể đầu
tiên. Trong công trình nghiên cứu trên, các tác giả đã gắn liền nghiên cứu và phối hợp chặt
chẽ những vấn đề cơ bản của cơ học đất đá với quá trình thấm của nước trong nó vào
khuôn khổ một môn khoa học: "Thủy - Địa - Cơ", các tác giả như Vaxilep X.V., Verigia
A.N., Glayca A. A., cũng nghiên cứu để tính toán giải các bài toán thấm thực tế. Khi
nghiên cứu tổng hợp, trong hệ phương trình đang xét của mô hình toán học, ngoài các
phương trình vi phân của lý thuyết thấm, còn thêm phương trình trạng thái của chất lỏng và
trạng thái môi trường đất đá biến dạng.
Cùng với sự phát triển và hoàn thiện lý thuyết trên cơ sở các mô hình toán học và vật
lý, các phương pháp để giải bài toán lý thuyết thấm thực tế đặt ra cũng không ngừng hoàn
thiện và được ứng dụng rộng rãi trong việc giải các bài toán thấm.
Tuy nhiên do tính phức tạp và đa dạng của các công trình, môi trường thấm của đất
nói chung là các môi trường không đồng nhất và dị hướng, cho nên việc giải các hệ phương
trình lý thuyết thấm gặp rất nhiều khó khăn về mặt toán học. Do đó trên thực tế chỉ giải
quyết được cho một vài trường hợp rất đơn giản như thấm qua đập đồng nhất, thấm qua
kênh, qua nền đất đồng nhất và bão hòa nước.