Đánh giá ảnh hưởng các thông số của neo đến chuyển dịch, nội lực của tường vây trong thi công nhà ga ngầm của tuyến metro số 1 bến thành suối tiên

1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn của tôi với đề tài“Đánh giá ảnh hưởng các
thông số neo đến chuyển dịch, nội lực của tường vây trong thi công nhà ga ngầm
của tuyến metro số 1:Bến Thành –Suối Tiên” không sao chép, trùng lặp với các luận
văn đã được bảo vệ.

Tác giả




TRẦN HOÀNG HẢI

2

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên tôi xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới tất cả các thầy cô
giáo của Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Tp.HCM vì những giúp đỡ và chỉ
dẫn tận tình, hữu ích trong suốt quá trình học tập cũng như tiến hành làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng, Thầy TS
Nguyễn Thành Đạt đã trực tiếp hướng dẫn, có những ý kiến đóng góp quý báu cũng
như tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp tài liệu và động viên tác giả trong quá trình
hoàn thành luận văn.
Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp cận
những kiến thức mới và hướng giải quyết cho đề tài. Nhờ sự hướng dẫn tận tình của
thầy Phùng Mạnh Tiến, tôi nắm bắt được nhiều kiến thức và do đó có thể hoàn
thành được đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy.
Xin gửi lời cảm ơn đến Thầy cô Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Tp.HCM đã chỉ dạy cho tôi những kiến thức bổ ích trong quá trình học tập tại
trường.
Xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp, gia đình và những người thân đã luôn
khuyến khích, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá
trình học tập và thực hiện đề tài.



3

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN 1
LỜI CẢM ƠN 2
MỞ ĐẦU 8
CHƯƠNG 1: 10

TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG TRONG ĐẤT CÓ NEO 10
1.1. Tổng quan tường trong đất 10
1.1.1. Tổng quan 10
1.1.2. Ưu, nhược điểm của tường trong đất 11
1.1.3. Các loại tường trong đất 13
1.1.4. Quy trình thi công xây dựng tường liên tục trong đất 18
1.2. Neo trong đất 19
1.2.1. Tổng quan về neo (neo trong đất) 19
1.2.2. Cấu tạo neo đất 22
1.2.3. Ưu nhược điểm của neo trong đất 23
1.2.5. Ứng dụng của neo trong đất 24
CHƯƠNG II: 25
CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TƯỜNG TRONG ĐẤT CÓ NEO HIỆN HÀNH 25
2.1. Lý thuyết công nghệ tường trong đất 25
2.1.1. Tính toán ổn định của vách hố đào 25
2.1.2. Tính toán ổn định của kết cấu chắn giữ 25
2.1.3. Kiểm tra ổn định chảy thấm của hố đào 26

2.1.4. Khả năng chịu lực của thanh neo 27
2.2. Lý thuyết tải trọng tác dụng lên tường vây 30
2.2.1. Nguyên lý tính toán áp lực đất chủ động Coulomb 31
2.2.2. Nguyên lý tính toán áp lực đất bị động 34
2.3 Tính toán thiết kế tường liên tục trong đất 36
2.3.1. Phương pháp giải tích (phương pháp Sachipana - Nhật) 36
2.3.2. Phương pháp đường đàn hồi 37
2.3.3. Phương pháp tính lực trục thanh chống, nội lực thân tường biến đổi theo
quá trình đào móng 39
2.3.4. Phương pháp phần tử hữu hạn 41
2.4 Các yếu tố ảnh hưởng của neo đến nội lực của tường 44
2.4.1. Số tầng thanh neo 44

2.4.2 Khoảng cách thanh neo 44
2.4.3. Góc nghiêng 45
CHƯƠNG 3 46
4

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG NEO ĐẾN KẾT CẤU TƯỜNG TRONG ĐẤT CÓ
NEO CỦA NHÀ GA BA SON THUỘC TUYẾN METRO SỐ 1: BẾN THÀNH –SUỐI
TIÊN 46
3.1 Giới thiệu dự án tuyến metro Số 1: Bến Thành –Suối Tiên. 46
3.2 Mô hình tính toán bằng phần mềm PTHH Plaxis 47
3.2.1 Mô hình bài toán 47
3.2.2 Bài toán 1: Phân tích ảnh hưởng khi thay đổi chiều dài bầu neo đến
chuyển vị và monen của tường 55
3.2.3 Bài toán 2: Phân tích ảnh hưởng khi thay đổi khoảng cách các neo theo
phương ngang đến chuyển vị và monen của tường. 59
3.2.4 Bài toán 3: Phân tích ảnh hưởng của lực ứng trước của neo đến chuyển vị
và monen của tường. 63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67
4.1 Kết luận 67
4.2 Kiến nghị 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 69

5

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Tường trong đất của tầng hầm nhà cao tầng 12
Hình 1.2. Tường chắn bằng cọc trộn xi măng đất, 13
Hình 1.3. Tường chắn bằng cọc bê tông cốt thép 15
Hình 1.4. Chắn giữ bằng tường liên tục trong đất 16
Hình 1.5. Neo đất của tầng hầm nhà cao tầng 20

Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo neo 22
Hình 1.7. Chi tiết đầu neo 22
Hình 2.1. Sơ đồ tính ổn định kết cấu chắn giữ 25
Hình 2.2. Sơ đồ kiểm tra chảy thấm hố móng 27
Hình 2.3. Sơ đồ xem bầu neo là hình trụ tròn 28
Hình 2.4. Nguyên lý chịu lực của thanh neo 28
Hình 2.5. Sơ đồ thiết kế thanh neo 30
Hình 2.6. Tính toán áp lực đất chủ động trong trường hợp đất rời 31
Hình 2.7. Tính toán áp lực đất chủ động trong trường hợp mái đất dính 33
Hình 2.8. Tính toán áp lực đất bị động 30
Hình 2.9. Sơ đồ tính toán theo phương pháp Sachipana 36
Hình 2.10. Sơ đồ tính toán theo phương pháp đàn hồi 38
Hình 2.11. Sơ đồ tính toán theo phương pháp tính lực trục thanh chống 39
Hình 2.12. Phần tử đất và điểm ứng suất của phần tử 15 nút (a), 6 nút (b) 41
Hình 3.1. Dự án tuyến Metro Số 1: Bến Thành – Suối Tiên 47
Hình 3.2. Mặt cắt ngang hố đào 49
Hình 3.3. Giai đoạn 1 51
Hình 3.4. Giai đoạn 2 52
Hình 3.5. Giai đoạn 3 52
Hình 3.6. Giai đoạn 4 53
Hình 3.7. Giai đoạn 5
53
Hình 3.8. Giai đoạn 6 54
Hình 3.9. Giai đoạn 7 54
6

Hình 3.10. Biểu đồ momen và chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 7 theo mô
hình của Moh-Colum 55
Hình 3.11. Biểu đồ chuyển vị ngang của tường sau thi hoàn thành đào theo mô hình
của Moh-Colum 56

Hình 3.12. Biểu đồ momen uốn của tường sau thi hoàn thành đào theo mô hình của
Moh-Colum 57
Hình 3.13. Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa chiều dài bầu neo (B) và chuyển vị (Ux)
của tường 58
Hình 3.14. Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa chiều dài bầu neo (B) và momen uốn (M)
của tường 58
Hình 3.15. Biểu đồ chuyển vị ngang của tường khi thay đổi khoảng cách cách neo
(Ls) 60
Hình 3.16. Biểu đồ momen uốn của tường sau thi hoàn thành đào theo mô hình của
Moh-Colum khi thay đổi khoảng cách neo (Ls) 61
Hình 3.17. Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa khoảng cách các neo (Ls) và chuyển vị
(Ux) của tường 62
Hình 3.18. Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa khoảng cách các neo (Ls) và momen uốn
(M) của tường 62
Hình 3.19 . Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa biến thiên lực neo (F+∆F) và chuyển vị
(Ux) của tường 65
Hình 3.20. Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa biến thiên lực neo (F+∆F) và momen uốn
(M) của tường 65


7

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Trị số góc d 32

Bảng 3.1. Thông số địa chất ga Ba son 47
Bảng 3.2. Các đặc trưng của tường BTCT liên tục trong đất 50
Bảng 3.3. Các đặc trưng của đoạn chiều dài không liên kết 50
Bảng 3.4. Các đặc trưng của đoạn chiều dài liên kết 50
Bảng 3.5. Tổng hợp thay đổi chuyển vị và momen của tường 57

Bảng 3.6. Tổng hợp thay đổi chuyển vị và momen của tường do thay đổi khoảng
cách neo (Ls) 61
Bảng 3.7. Các trường hợp khi thay đổi lực neo 63
Bảng 3.8. Biến thiên lực neo ảnh hưởng đến chuyển vị và momen của tường 64












8

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay Việt Nam đang trong giai đoạn hội nhập và phát triển kinh tế, nên việc
xây dựng cơ sở hạ tầng, các bến bãi đỗ xe, các công trình tiện ích đặc biệt là các nhà
ga ngầm phục vụ các tuyến tàu điện ngầm được các cấp chính quyền ưu tiên xây
dựng. Một phần không thể thiếu trong công trình này là xây dựng hệ thống tầng
hầm. Xây dựng các tầng hầm có nhiều mục đích như về nhu cầu sử dụng tầng hầm
làm nơi để xe, trung chuyển hành khách để phục vụ các tuyến metro, nơi để thiết bị
hệ thống kỹ thuật. Tường tầng hầm ( Barrette) là tường bê tông cốt thép đổ tại chỗ
vây xung quanh công trình, có thể kết hợp với các neo để giữ tường vào đất hoặc
thanh chống.Việc xác định momen và chuyển vị tường trong đất có neo phụ thuộc
vào nhiều thông số của neo như khoảng cách giữa các neo, chiều dài bầu neo và lực

kéo của neo .
Việc xác định chuyển vị này có ý nghĩa quan trọng đến quá trình thi công và quá
trình khai thác sử dụng của công trình, nó cũng góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng
mà vẫn đảm bảo đủ khả năng chịu lực và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật . Từ các công
trình cụ thể mà chúng ta có thể áp dụng hoặc khuyến cáo sử dụng neo trong đất cho
các công trình tương tự tại thành phố
Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu:
Mục đích:
Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số của neo đến chuyển dịch, nội lực của tường
vây trong thi công nhà ga ngầm bằng cách thay đổi chiều dài bầu neo, lực ứng trước
của neo và khoảng cách ngang của neo. Từ đó, rút ra nhận xét, đánh giá ứng với các
quá trình đó.
Nhiệm vụ:
- Nghiên cứu áp dụng các lí thuyết về tính toán tường neo .
- Áp dụng chương trình trên máy tính để mô phỏng và phân tích các bài
toán tương tự bằng phần mềm Plasix

9

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu là các công trình nhà ga ngầm có sử dụng hệ thống tường
trong đất kết hợp với neo để chắn giữ và bảo vệ.
Phạm vi nghiên cứu: tường mềm BTCT, tường trong đất có neo
Nội dung nghiên cứu:
- Đánh giá ảnh hưởng của chiều dài bầu neo, lực ứng trước của neo và khoảng cách
ngang của neo đến momen và chuyển vị của hệ tường trong đất có neo
Hướng kết quả nghiên cứu:
- Kiến nghị và các giải pháp phù hợp hơn.
Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài:
Đưa ra được cái nhìn chung về tính toán xác định ảnh hưởng của các thông số

của neo đến momen và chuyển vị tường trong đất có neo khi thi công và nhà ga
ngầm cho khu vực Tp HCM nói chung và tuyến metro số 1 nói riêng.
Đưa ra được kết luận và kiến nghị phù hợp nhất.
Bố cục bài luận văn gồm 4 chương
Chương 1: Tổng quan về tường, neo trong đất
Chương 2: Các phương pháp tính tường,neo trong đất
Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng neo trong đất đến kết cấu tường trong đất có neo
Chương 4: Kết luận và kiến nghị
10

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG TRONG ĐẤT CÓ NEO
1.1. Tổng quan tường trong đất
1.1.1. Tổng quan [3]
Tường trong đất có nhiều loại được phân chia theo các tiêu chí khác nhau (ví
dụ: tường trọng lực, tường công xôn, tường cứng, tường mềm ngoài ra còn các
kiểu đặc biệt như tường làm từ các hàng cọc liên tiếp hay cách quãng, tường trong
đất có dự ứng lực).
Tường trong đất để làm tầng hầm nhà ga ngầm thường là tường bêtông đổ tại
chỗ, dày 800-2500mm để chắn giữ ổn định hố móng sâu trong quá trình thi công.
Tường được làm từ các đoạn cọc barette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ
2.6 m đến 5.0m. Các đoạn cọc barrette được liên kết chống thấm bằng gioăng cao
su, thép và làm việc đồng thời thông qua dầm đỉnh tường và dầm bo đặt áp sát
tường phía bên trong tầng hầm. Trong trường hợp 02 tầng hầm, tường trong đất
thường được thiết kế có chiều sâu 16 - 20m tuỳ thuộc vào địa chất công trình và
phương pháp thi công. Khi tường trong đất chịu tải trọng đứng lớn thì tường được
thiết kế dài hơn, có thể dài trên 40m để chịu tải trong như cọc khoan nhồi.
Tường trong đất bằng bê tông cốt thép quây lại thành đường khép kín với các
hệ thanh neo sẽ có thể chắn đất, ngăn nước, rất thuận tiện cho việc thi công hố
móng sâu. Có thể kết hợp tường trong đất làm tầng hầm cho các nhà cao tầng hoặc

làm kết cấu chịu lực cho công trình.
Tường trong đất là giải pháp hữu hiệu khi xây dựng tầng hầm của công trình
nhà ga ngầm. Việc xây dựng tầng hầm nhằm đáp ứng các nhu cầu sử dụng cụ thể
như sau:
- Về mặt sử dụng:
+ Làm gara để xe ô tô.
+ Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng, bể bơi, quầy bar
+ Làm tầng kĩ thuật đặt các thiết bị máy móc.
11

+ Làm hầm trú ẩn khi có chiến tranh, hoặc phòng vệ, phục vụ an ninh quốc
phòng.
-Về mặt kết cấu:
Giải pháp nhà cao tầng có tầng hầm, trọng tâm của công trình hạ thấp, do đó
làm tăng tính ổn định của công trình, đồng thời làm tăng khả năng chịu tải trọng
ngang, tải trọng gió và chấn động địa chất, động đất, cũng như khả năng chống
thấm tầng hầm cho công trình,…
-Về an ninh quốc phòng:
Sử dụng làm công sự chiến đấu khi có chiến tranh, chứa vũ khí, trang thiết
bị, các khí tài quân sự,… nhất là chống chiến tranh oanh tạc hiện đại.
Việc xây dựng công trình sử dụng tường trong đất là hợp lý và cần thiết.
Làm các tầng hầm nhà cao tầng phải trở thành một công việc quen thuộc trong
ngành xây dựng ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Nhà có tầng hầm đảm bảo
được yêu cầu vệ sinh môi trường, hạn chế tiếng ồn, sử dụng đa chiều và giải quyết
được vấn đề tiết kiệm đất xây dựng. Từ đó cho thấy việc sử dụng tường trong cho
các nhà cao tầng ở thành phố lớn là một nhu cầu thực tế và ưu việt trong ngành xây
dựng.
Tường trong đất thường được sử dụng khi làm hố móng sâu trên 10m, yêu
cầu cao về chống thấm, chống lún và chống chuyển dịch của các công trình xây
dựng lân cận hoặc khi tường là một phần của kết cấu chính của công trình hoặc khi

áp dụng phương pháp Top - down.
1.1.2. Ưu, nhược điểm của tường trong đất [3]
- Ưu điểm:
Tường trong đất có ưu điểm nổi bật là độ cứng lớn, tính chống thấm tốt,
giúp cho phương pháp này được lựa chọn sử dụng ở nhiều công trình trong những
năm gần đây.
- Nhược điểm:
12

Nhược điểm của tường trong đất chủ yếu là do công nghệ thi công phức tạp,
khối lượng vật liệu lớn, đòi hỏi máy móc hiện đại và đội ngũ công nhân tay có nghề
cao.

Hình 1.1. Tường trong đất của tầng hầm nhà cao tầng [13]
13

1.1.3. Các loại tường trong đất [3]
1.1.3.1 Tường chắn bằng cọc trộn xi măng - đất:

Hình 1.2. Tường chắn bằng cọc trộn xi măng đất, [13]
Tường chắn bằng cọc trộn xi măng - đất một phương pháp mới để gia cố nền đất
yếu, nó sử dụng xi măng, vôi để làm chất đóng rắn, lợi dụng một loạt phản ứng
hóa học xảy ra giữa chất đóng rắn với đất, làm cho đất đóng rắn lại thành một thể
cọc có dạng tường ổn định và có cường độ nhất định.
Ưu điểm của phương pháp này là kinh tế, thi công nhanh, không có chất thải,
lượng xi măng khống chế điều chỉnh chính xác, không có độ lún thứ cấp (nếu làm
nền) không gây dao động đến công trình lân cận, thích hợp với đất có độ ẩm cao (>
75%). Kết cấu loại này không thấm nước không phải đặt thanh chống tạo điều kiện
cho đào kết cấu chắn giữ được dễ dàng, hiệu quả kinh tế cao.
Tuy nhiên chỉ phù hợp với hố đào có chiều sâu từ 5 - 7m, không phù hợp với

những hố đào có chiều sâu lớn hơn.
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
14

và đất sét bột
Ngoài chức năng giữ ổn định thành hố đào, cọc trộn xi măng đất còn được sử
dụng trong các trường hợp sau:
- Giảm độ lún công trình
- Tăng khả năng chống trượt mái dốc
- Tăng cường độ chịu tải của nền đất
- Giảm ảnh hưởng chấn động đến công trình lân cận
- Tránh hiện tượng hoá lỏng của đất rời
- Cô lập phần đất bị ô nhiễm
Phương pháp này xuất hiện đầu tiên tại Mỹ sau đó được một số nước như Nhật
Bản, Trung Quốc phát triển. Tại Việt Nam đầu những năm 80 kỹ thuật này của hãng
Linden - Alimak đã được áp dụng làm cọc ximăng/vôi đất đường kính 40cm, sâu
10m cho các công trình nhà 3 - 4 tầng, hiện nay Linden - Alimak và Hercules (Thụy
Điển) liên doanh 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).
15

1.1.3.2 Tường chắn bằng cọc hàng: [3]

Hình 1.3. Tường chắn bằng cọc bê tông cốt thép [13]
Khi thi công công trình ngầm tại những chỗ không tạo được mái dốc hoặc hiện
trường hạn chế không thể dùng cọc trộn được, khi chiều sâu công trình khoảng 6 -
10m thì có thể chắn giữ bằng cọc hàng. Chắn giữ bằng cọc hàng có thể dùng cọc
nhồi khoan lỗ, cọc bản BTCT hoặc cọc bản thép
Kết cấu chắn giữ bằng cọc hàng có thể chia làm các loại sau:

- Chắn giữ bằng cọc hàng theo kiểu dãy cột: Khi đất quanh hố tương đối tốt, mực
nước ngầm thấp, có thể lợi dụng hiệu ứng vòm giữa hai cọc gần nhau để chắn đất.
- Chắn giữ bằng cọc hàng liên tục: Trong đất yếu thường không thể hình thành
được vòm đất, cọc chắn giữ phải thành hàng liên tục. Cọc khoan lỗ dày liên tục có
thể chồng tiếp vào nhau hoặc cọc bản thép, cọc bản BTCT.
- Chắn giữ bằng cọc hàng tổ hợp: Trong vùng đất yếu mà có mực nước ngầm cao
có thể dùng cọc hàng khoan nhồi tổ hợp với tường chống thấm bằng cọc xi măng
đất.
16

Ưu điểm của phương pháp này là chất lượng vật liệu tin cậy, tốc độ thi công
nhanh, thi công đơn giản, khả năng ngăn nước tốt. Đối với loại cọc tạm thời có thể
nhổ lên dùng lại nhiều lần, giá thành hạ. Đối với loại cọc bằng BTCT có thể được
dùng như kết cấu vĩnh viễn, độ cứng chống uốn lớn, độ dịch chuyển nhỏ ở đầu cọc.
Nhược điểm là chiều dài hạn chế nên không thể ứng dụng cho những công trình
ngầm có độ sâu lớn. Quá trình thi công có thể ảnh hưởng đến móng hoặc các công
trình ngầm xung quanh, không dùng được trong điều kiện thành phố có xây chen.
Căn cứ vào thực tiễn thi công ở vùng đất yếu, với độ sâu hố đào < 6m, khi điều
kiện hiện trường có thể cho phép thì áp dụng kiểu tường chắn bằng cọc BTCT đúc
sẵn hoặc cọc bản thép là lý tưởng hơn cả. Với hố đào có độ sâu 6 - 10m thường
dùng cọc khoan lỗ φ800 - 1000mm, phía sau có cọc trộn dưới sâu hoặc bơm vữa
chống thấm, đặt 2 - 3 tầng thanh chống, số tầng thanh chống tuỳ theo tình hình địa
chất hoàn cảnh xung quanh và yêu cầu biến dạng của kết cấu mà xác định. Kết cấu
loại này đã ứng dụng thành công ở hố đào có độ sâu tới 13m.
1.1.3.3 Tường liên tục trong đất: [3]


Hình 1.4. Chắn giữ bằng tường liên tục trong đất [13]
Công nghệ thi công tường liên tục trong đất là dùng các máy đào đặc biệt để đào
móng có dung dịch giữ thành (như sét bentonite) thành những đoạn hào với độ dài

17

nhất định; sau đó cẩu lắp lồng cốt thép đã chế tạo sẵn trên mặt đất vào trong móng.
Dùng ống dẫn đổ bê tông trong nước cho từng đoạn tường, nối các đoạn tường với
nhau bằng các đầu nối đặc biệt (như ống đầu nối hoặc hộp đầu nối), hình thành một
bức tường liên tục trong đất bằng bê tông cốt thép. Tường liên tục trong đất quây lại
thành đường khép kín, sau khi đào móng cho thêm hệ thống thanh chống hoặc thanh
neo 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 lại càng có
hiệu quả kinh tế cao hơn.
Công nghệ tường liên tục trong đất có các ưu điểm sau đây:
- Thân tường có độ cứng lớn, tính tổng thể tốt, do đó biến dạng của kết cấu và
của móng đều rất ít, vừa có thể dùng được trong kết cấu bao che lại có thể dùng làm
kết cấu chịu lực.
- Thích dụng trong các loại điều kiện chất đất: Trong các lớp đất cát cuội hoặc
khi phải vào tầng nham phong hoá thì cọc bản thép rất khó thi công, nhưng lại có
thể dùng kết cấu tường liên tục trong đất thi công bằng các máy đào móng thích
hợp.
- 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.
Đặc biệt thích hợp trong điều kiện đô thị chật hẹp, xây chen.
- Có thể thi công theo phương pháp ngược (top - down), có lợi cho việc tăng
nhanh tốc độ thi công, hạ thấp giá thành công trình.
Nhưng, phương pháp thi công tường liên tục trong đất cũng có những nhược
điểm cụ thể như sau:
- Không thể áp dụng trong đất có lẫn đá tảng kích thước lớn hoặc có hiện tượng
castơ với các lỗ trống lớn, có mạch ngầm làm vữa sét chảy vào trong đất. Trong bùn
lỏng và cát chảy trên bề mặt hay trong đất nước áp lực với dòng thấm tốc độ lớn.
- Việc xử lý bùn thải không những làm tăng chi phí cho công trình mà khi kỹ
thuật phân li bùn không hoàn hảo hoặc xử lý không thoả đáng sẽ làm cho môi

trường bị ô nhiễm.
18

- 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 thoả đáng, đếu có thể
dẫn đến sụt lở thành móng, lún mặt đất xung quang, nguy hại đến sự an toàn của
các công trình xây dựng và được 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 dạng bê tông cốt thép đổ toàn khối chỉ để
làm tường chắn đất tạm thời trong giai đoạn thi công thì giá thành khá cao, không
kinh tế.
Khi làm kết cấu chắn giữ sâu trên 10m trong tầng đất yếu, yêu cầu cao về chống
lún và chuyển dịch của các công trình xây dựng và đường ống ở xung quanh, hoặc
khi tường là một phần của kết cấu chính của công trình hoặc khi áp dụng phương
pháp thi công ngược thì có thể dùng tường liên tục trong đất
1.1.4. Quy trình thi công xây dựng tường liên tục trong đất [3]
- Đào hố panels đầu tiên:
+ Bước 1: Dùng gầu đào thích hợp đào một phần hố đến chiều sâu thiết kế,
đào đến đâu phải kịp thời cung cấp dung dịch Bentonite đến đó, cho đầy hố đào để
giữ cho thành hố đào khỏi bị sụt lở.
+ Bước 2: Đào phần hố bên cạnh, cách phần hố đầu một đốt.
+ Bước 3: Đào nốt phần còn lại (Đào trong dung dịch Bentonite) để hoàn
thành một panels đầu tiên theo thiết kế.
+ Bước 4: Đặt gioăng chống thấm CWS vào hố đã đào sẵn (có thể sử dụng
dụng cụ được thiết kế phù hợp) trong dung dịch Bentonite, sau đó hạ lồng thép vào
hố móng.
+ Bước 5: Đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng.
+ Bước 6: Hoàn thành đổ bê tông cho toàn bộ panels thứ nhất. Đào hố cho

panels tiếp theo và tháo bộ giá lắp gioăng chống thấm.
19

+ Bước 7: Đào một phần hố đến độ sâu thiết kế. Đào cách panels đầu tiên
một đốt sau khi bê tông của panels trước đó đó liên kết được khoảng 8 giờ.
+ Bước 8: Đào tiếp đến sát panels số 1.
+ Bước 9: Gỡ bộ gá lắp gioăng chống thấm bằng gầu đào khỏi cạnh panels
số 1, nhưng gioăng chống thấm CWS vẫn nằm tại chỗ tiếp giáp giữa hai panen
+ Bước 10: Hạ lồng cốt thép xuống hố đào chứa đầy dung dịch Bentonite.
Đặt bộ gá lắp cùng với gioăng chống thấm vào vị trí.
+ Bước 11: Đổ bê tông cho panels thứ hai bằng phương pháp vữa dâng như
panels số 1.
+ Bước 12: Tiếp tục đào hố cho panels thứ ba ở phía bên kia của panels số
một. Việc thực hiện đặt bộ gá lắp cùng với gioăng chống thấm và hạ lồng cốt thép,
đổ bê tông cho panels thứ 3 giống như đó thực hiện cho cỏc panels trước.
- Tiếp tục thi công theo qui trình thi công như vậy để hoàn thành toàn bộ
bước tường liên tục trong đất như thiết kế.
1.2. Neo trong đất
1.2.1. Tổng quan về neo (neo trong đất):[3],[12],[15]
- Neo đất là loại kết cấu hoàn toàn chịu kéo nằm trong đất được sử dụng
trong đất để tăng ổn định của vách hố đào, mái dốc hay giữ các kết cấu chịu lực
nhổ. Khả năng chịu kéo được tạo nên bởi ma sát giữa khối neo và đất xung quanh.
Đối với neo có sức chịu tải lớn hơn, người ta có thể điều chỉnh lại lực neo do tổn
thất vì chuyển vị , có thể thay đổi lực neo trong khoảng chịu tải của neo.

20


Hình 1.5. Neo đất của tầng hầm nhà cao tầng [13]

- Neo đất được sử dụng để thay thế cho hệ chống đỡ trong việc thi công hố
đào trong thành phố, mà ở đấy cần kiểm soát giá trị chuyển vị ngang vì có thể làm
ảnh hưởng đến công trình lân cận.
Các loại neo
Khả năng chịu nhổ của neo đối với một điều kiện đất đã cho được quyết định bởi
hình học của neo. Sự truyền ứng suất từ bầu neo đến đất bao quanh còn chịu ảnh
hưởng bởi kỹ thuật thi công, đặt biệt là trình tự phun vữa và ở mức độ ít hơn là
phương pháp khoan và thổi sạch. Theo hình học của neo, ta phân ra 4 kiểu neo
Kiểu neo loại A
Kiểu neo loại A bao gồm tremie (chiếm chỗ theo trong lực), than lỗ khoan
thẳng được phun vữa trong bao hoặc vỏ, nó có thể tạm thời hoặc không thẳng tuỳ
theo ổn định của lỗ. Kiểu này dung khá phổ biến nhất trong đá và rất ổn định trong
đối với đắp đất dính cứng. Sức kháng nhổ phụ thuộc vào ma sát bên tại giao diện
đất, vữa
Kiểu neo loại B
21

Bao gồm các lỗ khoan được phun vữa áp lực thấp (Pi≤1000Kn/m
2
), thông qua
một ống thẳng hoặc một bao tại chỗ, khi đường kính của bầu neo tăng lên và xáo
trộn ít nhất khi vữa thấm qua các lỗ rỗng hoặc nứt nẻ tự nhiên của đất. Kiểu neo này
dùng phổ biến nhất trong đá yếu nứt nẻ và các lớp hạt thô, nhưng cũng rất phổ biến
trong đất rời hạt mịn. Ở đây các loại vữa xi măng không đi qua các lỗ rỗng nhỏ
nhưng dưới áp lực vữa làm chặt đất cục bộ sau khi khoan và làm tăng cường sức
kháng cắt. Sức kháng chịu nhổ phụ thuộc chủ yếu vào sức kháng cắt bên thực tế,
nhưng thành phần sức kháng mũi cũng có thể kể đến khi tính toán sức chịu tải giới
hạn.
Các neo kiểu C
Bao gồm các lỗ khoan được phun vũa áp lục cao (Pi>2000Kn/m2) thông qua

một ống thẳng hoặc 1 bao tại chổ. Chiều dài neo cố định được mở rộng giống như
rễ vữa hoặc hệ thống hang hốc thay thế cho đường kính lõi của lỗ khoan.
Các neo kiểu D
Bao gồm các lỗ khoan được phun vữa bằng ống tremie, trong đó một loạt chỗ
mở rộng hoặc theo hình chuông hoặc hình bầu đã được hình thành từ trước. Kiểu
neo này được sử dụng phổ biến nhất trong đất dính từ chặt đến cứng. Sức chịu nhổ
phụ thuộc vào ma sát bên và sức chịu ở mũi mặc dù đối với các bầu đơn hoặc có
khoảng cách rộng thì sức chống giữ của đất có thể được huy động chủ yếu bằng sức
chống mũi. Dù không phổ biến, kiểu neo này có thể được sử dụng trong đất rời khi
phối hợp với một vài dạng ổn định theo kiểu tường mặt trên một chiều dài lớn.
Thường loại này thi công bằng cách phun trước vữa xi măng, hoá chất trong đất bao
quanh bầu neo, bơm dung dịch khoan polime vào lỗ khoan khi khoan hoặc tao bầu.

22

1.2.2. Cấu tạo neo đất [15]


Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo neo
Ghi chú: 1- Đầu neo; 2 - Dây neo; 3 - Bầu neo
- Đầu neo: Đầu neo có tác dụng gắn kết dây neo với tường. Khi dây neo gồm
nhiều sợi các dây neo được khoá vào đầu neo bằng chốt nêm. Khi dây neo là thanh
đơn, đầu neo được khoá dây neo bằng bulông.

Hình 1.7. Chi tiết đầu neo [15]
- Dây neo: Dây neo có thể là cáp nhiều sợi hoặc thép thanh, được gia công từ
thép cường độ cao.
- Bầu neo: Bầu neo đảm bảo truyền lực từ công trình cho đất xung quanh. Có
2 loại bầu neo cơ bản:
+ Bầu neo sử dụng đối với neo tạm thời (Hình 1.8.a): Lực từ dây neo được

truyền trực tiếp lên nhân ximăng của bầu liên kết dây neo với đất xung quanh; khi
làm việc bầu neo có thể xuất hiện vết nứt vuông góc với trục dây neo.
+ Bầu neo sử dụng đối với neo cố định(Hình 1.8.b): Lực từ dây neo được
truyền lên đầu dưới của ống trụ thép nhờ vòng đệm gắn ở đầu cuối dây neo. Bên
23

trong ống trụ, dây neo được phủ lớp chống rỉ và nố tự do di chuyển dọc ống khi tác
động lực neo.



Hình 1.8. Các giải pháp kết cấu bầu neo [15]: a- đối với neo tạm thời;
b- đối với neo cố định. 1- lỗ khoan, 2- lớp vỏ bảo vệ, 3- dây neo,
4- nhân xi măng, 5- định tâm;6- ống trụ thép, 7- mác tít bảo vệ chống rỉ.
1.2.3. Ưu nhược điểm của neo trong đất [3]
- Ưu điểm:
Thi công hố đào gọn gàng, có thể áp dụng cho thi công những hố đào rất sâu.
- Nhược điểm:
Số lượng đơn vị thi công xây lắp trong nước có thiết bị này còn ít. Nếu nền
đất yếu sâu thì cũng khó áp dụng.
1.2.4. Quy trình thi công neo đất:
Tóm tắt quy trình thi công neo đất:
- Bước 1: Khoan tạo lỗ bằng máy khoan đến độ sâu thiết kế, thành lỗ được
giữ ổn định bằng dung dịch Bentonite.
- Bước 2: Hạ neo vào lỗ khoan.
- Bước 3: Tiến hành bơm vữa xi măng qua ống bơm vào lỗ khoan theo
phương pháp vữa dâng.
- Bước 4: Sử dụng kích để kéo căng dây neo sau khi vữa xi măng đã đạt
cường độ theo thiết kế.
24

- Bước 5: + Khóa đầu neo (neo cố định).
+ Tháo rút cáp (neo tạm thời).
1.2.5. Ứng dụng của neo trong đất [3]
- Neo tường chắn đất khi thi công các hố đào ở các công trường.
- Tăng độ ổn định của các mặt cắt khi xây dựng con đường mới.
- Ổn định mái dốc.
- Chống lại áp lực đẩy nổi của nước ngầm lên kết cấu.
- Ổn định và tăng khả năng làm việc của hầm.
- Ổn định kết cấu chống lại động đất.
- Ổn định móng trụ cầu, cầu dây văng
25

CHƯƠNG II:
CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TƯỜNG TRONG ĐẤT CÓ NEO HIỆN HÀNH

2.1. Lý thuyết công nghệ tường trong đất
2.1.1. Tính toán ổn định của vách hố đào [3],[7],[11]
Sự ổn định của thành đào chủ yếu nhờ vào áp lực tĩnh của dịch sét, bằng cách
so sánh giữa áp lực thủy tĩnh của dịch sét với áp lực đất (Theo lý thuyết áp lực đất
Rankine) tính theo lý luận rồi từ đó tính toán sự ổn định của hố đào.
Qp>1.1(Q+Qb) (2.1)
qp>1.1(q+qb) (2.2)
Trong đó: Qp:Hợp lực của áp lực của dung dịch sét (kN).
Q: Hợp lực của áp lực đất chủ động (kN).
Qb: Hợp lực của áp lực nước ngầm (kN).
1.1: Hệ số tin cậy về ổn định của vách đào.
qp, q, qb : Cường độ áp lực theo chiều sâu hào của vữa sét, đất
và nước (kN/m
2

).
2.1.2. Tính toán ổn định của kết cấu chắn giữ [3],[11]
Với chiều sâu đặt tường H+D, ta tiến hành kiểm tra ổn định của kết cấu chắn giữ.
γ
1

(H+D)+q
γ
D
D
τ
A'
q
H
B
B'
2
D

Hình 2.1. Sơ đồ tính ổn định kết cấu chắn giữ