Ảnh hưởng của việc đào hố móng và hạ mực nước ngầm

ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC ĐÀO HỐ MÓNG
VÀ HẠ MỰC NƯỚC NGẦM

TRẦN QUANG HỘ
Bộ môn Đòa cơ nền móng, Khoa Xây dựng
Trường ĐH Bách Khoa TP.HCM

1. GIỚI THIỆU:
Các biện pháp thi công móng công trình cao tầng như đào hố móng, hạ mực nước
ngầm hoặc đóng, ép cọc đều có thể gây cho đất nền ở chung quanh bò dòch chuyển. Mức
độ ảnh hưởng tuỳ vào tính chất của đòa chất và khoảng cách từ công trình hiện hữu đến
nơi đang thi công. Việc chọn lựa loại móng và phương pháp thi công tuỳ vào mức độ và sự
phân bố dòch chuyển lên các công trình lân cận cũng như mức độ chuyển dòch cho phép
của các công trình đó.
Một đôi khi để được kinh tế cũng có thể chấp nhận các công trình lân cận bò hư hỏng
nhẹ và sửa chữa sau đó. Tuy nhiên biện pháp tốt nhất vẫn là xem xét phương pháp thi công để
tránh hư hỏng hoặc giảm thiểu hay ngăn ngừa chuyển dòch cho các công trình lân cận.
Sau khi hoàn thành công trình thì ứng suất trong đất nền bên dưới công trình cũng
gia tăng và gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận. Ứng suất có hiệu trong nền thay
đổi một cách đáng kể do áp lực đáy móng gây ra hoặc do áp lực lổ rỗng thay đổi đều dẫn
đến nền đất bò lún cố kết và hầu hết các trường hợp là đẫn đến lún lệch. Ngay cả sự thay
đổi ứng suất có hiệu hoặc áp lực lổ rỗng bên trên cao trình của đáy móng cọc cũng có thể
dẫn đến hiện tượng ma sát âm lên cọc và gây lún lệch cho công trình lân cận.
Các biện pháp thi công hoặc sự thay đổi ứng suất có hiệu hoặc áp lực lổ rỗng đều
có thể gây chuyển dòch ngang cho công trình lân cận hoặc làm gia tăng áp lực ngang lên
tường tầng hầm hoặc hoặc tường chắn đất.

2. CÁC CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU:
Bước đầu tiên trong việc đánh giá khả năng công trình lân cận bò phá hoại do thi

công công trình mới là xác đònh chuyển vò cho phép của các công trình hiện hữu. Độ lún
cho phép của từng loại công trình phụ thuộc theo từng tiêu chuẩn của mỗi quốc gia. Tuy
nhiên độ lún tuyệt đối không giữ vai trò quan trọng đối với kết cấu nhưng phải được giới
hạn để bảo đảm điều kiện sử dụng của công trình.
Độ lún lệch giữa các bộ phận kết cấu của công trình có thể gây phát sinh ứng suất
bất lợi hoặc phá hỏng công trình. Tuy nhiên độ lún lệch giữa hai điểm trong một công
trình không phải là yếu tố quyết đònh mà yếu tố quyết đònh là góc xoay giữa hai điểm đó.
Góc xoay là tỉ số giữa độ lún lệch giữa hai điểm với khoảng cách giữa hai điểm đó. Nhiều


tác giả như Skempton và MacDonald (1956), Bjerrum (1963), D’Appolonia (1970) và
Grant et al. (1974) đã đưa ra tiêu chuẩn về góc xoay cho công trình như bảng B.1.
Bảng B.1 là kết quả khảo sát từ các công trình có tường chòu lực, công trình kết cấu
thép hoặc bê tông cốt thép với tấm tường bao che hoặc vách ngăn bằng gạch hoặc tấm
panel. Người ta khảo sát 98 công trình và nhận thấy rằng nếu góc xoay nhỏ hơn 1/300 thì
các bộ phận kết cấu cũng như các tường bao che cũng như vách ngăn không bò phá hoại.
Còn đối với công trình có kết cấu khung nhưng không có vách ngăn hoặc tường gạch thì
giới hạn cho phép khoảng 1/ 150.
Bảng B1 . Tiêu chuẩn về góc xoay
Diễn giải tiêu chuẩn
Góc xoay,  / L
Gây khó khăn cho sự vận hành máy móc
1 ; 750
Nguy hiểm cho khung có thanh giằng
1 : 600
Giới hạn an toàn cho công trình không cho phép nứt
1 : 500
Có thể nứt ở các tấm tường
1 : 300
Có thể nhận biết độ nghiêng của công trình

1 : 250
Nứt đáng kể trong tấm tường và tường gạch
1 : 100
Giới hạn an toàn cho các kết cấu mềm có tường gạch
1 : 100
Có khả năng hư hỏng kết cấu của công trình
1 : 100
Khung bò biến dạng đáng kể
1 : 100
Các yếu tố quan trọng hàng đầu cần phải xét đến để các công trình lân cận được
phép chuyển vò hay không:
1) Loại chuyển vò
2) Tốc độ chuyển vò.
3) Độ lớn, sự phân bố cũng như dạng chuyển vò.
4) Tuổi của công trình, loại công trình cũng như điều kiện tồn tại của công trình.
5) Tính chất và điều kiện của khung kết cấu.
6) Tính chất và điều kiện về nền móng.
Khi xét đến những yếu tố trên cần chú ý đến các yếu tố sau đây:
1. Chuyển vò ngang gây rắc rối hơn nhiều so với chuyển vò đứng.
2. Chuyển vò đổi chiều nếu xảy ra nhanh thì nguy hiểm hơn nhiều so với chuyển
vò một chiều.
3. Kết cấu của công trình rất nhạy cảm đối với chuyển vò nhanh. Kết cấu có khả
năng thích nghi với những chuyển vò chậm nhờ biến dạng dẻo hoặc từ biến.
4. Chuyển vò do đào hố móng hoặc đóng cọc xảy ra nhanh hơn nhiều so với độ lún
do tải trọng công trình.
5. Những công trình cũ kỹ hoặc đã xuống cấp (đã chòu lún lệch khá lớn) rất dẽ hư
hỏng khi chòu thêm chuyển vò, đặc biệt nếu chuyển vò xảy ra nhanh.
6. Độ lớn cũng như dạng những chuyển vò lệch có thể thay đổi trong quá trình
đóng cọc hoặc đào hố móng dọc theo công trình hiện hữu. Công trình hiện hữu

có thể chòu một loạt lún lệch hoặc chuyển vò ngang khi tiến hành thi công công
trình lân cận chúng.
7. Điều kiện đòa chất cũng ảnh hưởng đến chuyển vò.
8. Khung cứng nhiều nhòp, dầm liên tục nhiều nhòp hoặc các ông trình cứng tương
tự thì độ lún lệch cho phép rất nhỏ (góc xoay khoảng 1/2000). Các công trình
loại này thường bò phá hoại về mặt kết cấu hơn là kiến trúc. Khung cứng ngàm
ở chân cột cũng gặp những vấn đề tương tự.
9. Những công trình hiện hữu trên nền không đồng nhất - có thể là (a) có nhiều
loại móng khác nhau; (b) có sự khác biệt lớn giữa các áp lực ở đáy móng hoặc
tải trọng tác dụng lên cọc; (c) hệ số an toàn khác nhau đáng kể – thuộc nhóm
công trình dễ nhạy cảm nhất vì các đặc trưng biến dạng của các loại móng đó
có nhiều khác biệt.
Vấn đề chuyển vò cho phép của các công trình hiện hữu trong quá trình thi công
các công trình lân cận rất phức tạp. Các yếu tố đề nghò ở trên cần phải được xét đến để đi
đến những kết luận sau cùng. Một cách tổng quát có thể nói rằng hầu hết các trường hợp
chuyển vò mà các công trình hiện hữu có thể chòu được đều nhỏ hơn biến dạng lún cho
phép của công trình đó.

3. CHUYỂN VỊ DO ĐÀO HỐ MÓNG:
Do khu vực nội thành có nhiều nhà xây chen cho nên hố móng của các công trình ở nội
thành thường có vách đào thẳng đứng được chống đỡ bằng hệ giằng ngang và các thanh chống.
Yêu cầu chủ yếu là khống chế chuyển vò ngang của vách đào hoặc không để vách đào bò sụp đổ.
Bên cạnh hố đào thường là các công trình hiện hữu, công trình ngầm và đường phố
cho nên yêu cầu thiết kế cần phải khống chế chuyển vò ở mức độ rất nhỏ.
Trong quá trình thi công hố móng một khối lượng lớn đất và nước được đào múc đi
cho nên làm cho ứng suất tổng ở đáy cũng như ở vách hố móng giảm đi. Trong nhiều
trường hợp mực nước ngầm cũng được hạ thấp để dễ thi công và tạm thời tăng cường ổn
đònh vách hố đào.
Ứng suất trong quá trình đào hố móng rất phức tạp. Thông thường sự phân lớp của

đất không được xác đònh đầy đủ và các chỉ tiêu của đất thay đổi rất đáng kể theo phương
đứng cũng như phương ngang trong một khu vực không rộng. Vì vậy việc dự đoán chuyển
vò của hố móng chỉ dựa trên số liệu thí nghiệm và phân tích lý thuyết chưa đủ. Kinh
nghiệm giữ vai trò quan trọng trong việc dự đoán và hướng dẫn sự phán đoán.
Những chuyển dòch sau đây thường xảy ra trong quá trình đào hố móng.
1. Chuyển vò lún ở những khu vực lân cận với hố móng.
2. Chuyển vò theo phương ngang về phía hố móng.
3. Chuyển vò nở ở đáy hố móng.
4. Chuyển vò ngang về phía trong hố móng của đất nền bên dưới đáy móng.


Những chuyển vò trên phụ thuộc vào: (1) Loại và đặc trưng của hố đào; (2) loại
đất; (3) các yếu tố như áp lực lổ rỗng, độ sâu hố móng, tải trọng và thời gian hố móng
phải chờ thi công móng (4) thiết bò thi công và tay nghề của công nhân.
Ngoài những yếu tố trên cần phải lưu ý những điểm sau:
1. Chuyển vò ngang của vách hố đào có thể khống chế nhờ các thanh giằng và
thanh chống.
2. Chuyển vò về phía trong bên dưới cao trình đáy hố đào bao gồm chuyển vò củ
phần tường vây chôn bên dưới đáy hố đào và biến dạng của đất bên dưới đáy
hố đào. Về mặt lý thuyết thì nếu tường vây chôn bên dưới đáy hố đào đủ lớn và
có đủ độ cứng để chòu moment do áp lực đất tác dụng lên mặt ngoài của tường
gây ra thì chuyển vò ngang không xảy ra dù tính chất của đất như thế nào. Tuy
nhiên trong thực tế không thể thực hiện một tường vây có đủ độ lớn như vậy
trước khi đào toàn bộ hố móng cho nên chuyển vò của nền lại phụ thuộc chủ
yếu vào tính chất của đất nền. Nếu đất nền bên dưới hố đào phải chòu chuyển
vò lớn để khởi động áp lực bò động cũng như đất không phát triển được sức
kháng bò động thì chuyển vò ngang vào phí hố đào rất lớn.
3. Độ sâu an toàn của hố đào phụ thuộc vào sức chống cắt của đất bên dưới đáy
hố đào. Khi đào đến độ sâu mà đáy hố móng mất ổn đònh thì chuyển vò các loại
chuyển vò gia tăng một cách nhanh chóng (kèm theo độ lún).

Sự cố công trình do vách hố móng bò trượt.


G1
G4
G3
H1
H2
H3
G2
3



4. Chuyển vò lớn nhất và trở thành vấn đề nghiêm trọng khi đào hố móng trong
đất sét yếu hoặc sét dẻo vừa. Quan trắc nhiều hố đào được thiết kế và thi
công tốt cho thấy 60% đến 80% chuyển vò ngang của tường vây xảy ra bên
dưới đáy hố đào. Những chuyển vò này phụ thuộc vào áp lực đất bò động
thành hình tức thời bên dưới đáy hố đào để cản lại áp lực ngang của đất tác
dụng từ phía ngoài hố đào.
5. Nếu độ cứng và sức chống cắt của đất sét gia tăng thì các chuyển vò do đào
hố móng giảm một cách nhanh chóng.
6. Kinh nghiệm cho thấy rằng các chuyển vò xảy ra trong quá trình đào hố móng
trong đất than bùn và bụi hữu cơ có thể bằng hoặc lớn hơn chuyển vò xảy ra
khi đào trong sét yếu.
7. Trong trường hợp đất cát hoặc đất rời có tính dính (thường có sức chống cắt
tương đối lớn) thì chuyển vò trong quá trình đào nhỏ miễn là chống đỡ vách
tốt và khống chế được quá trình thấm. Điều quan trọng nhất trong khi đào

trong các loại đất này là khống chế một cách thích hợp áp lực thấm và sự
thay đổi áp lực lổ rỗng khi hạ mực nước ngầm.
8. Lưu ý rằng tải trọng tác dụng gần hố đào, đóng cọc hoặc những chấn động
xảy ra dọc theo chu vi hoặc bên trong hố đào có thể làm gia tăng áp lực dư lổ
rỗng và đất trở nên hoá lỏng làm gây ra những biến dạng cực kỳ lớn và đôi
khi dẫn đến công trình bò phá hoại.
9. Trong trường hợp đào trong đất yếu thì tiếp theo sau những chuyển vò ban đầu là
những chuyển vò thứ cấp do từ biến và cố kết thấm theo phương ngang bên dưới
đáy hố đào. Độ lớn của những chuyển vò này thường nhỏ hơn những chuyển vò
ban đầu, tùy thuộc thời gian vào thời gian hố đào chờ đợi thi công móng.
10. Sau khi hoàn thành việc thi công phần công trình ngầm các tường bản thép
thường được tháo dỡ. Việc tháo dỡ này đôi khi gây cho đất nền ở xung quanh
chuyển vò lớn hơn chuyển vò trong quá trình đào và thi công tầng hầm. Cho
nên phải hết sức cẩn thận trong quá trình tháo dỡ các thanh giằng, thanh
chống cũng như tường bản thép. Để lại tường bản thép trong đất không phải
là chuyện hiếm gặp trong việc thi công tầng hầm.
11. Việc đào trong các loại đất sét nhạy là vấn đề cực kỳ khó khăn. Cần phải có
lời khuyên từ những chuyên gia có kinh nghiệm.

4. CHUYỂN VỊ DO HẠ MỰC NƯỚC NGẦM:
Khi đào hố móng bên dưới mực nước ngầm cần phải hạ mực nước ngầm. Hạ mực
nước ngầm cho phép có thể đào hố móng đến cao trình đáy móng và tránh sự xáo trộn
hoặc suy bền của đất nền ở cao trình đáy móng.
p lực lổ rỗng trong nền ở xung quanh hố móng sẽ thay đổi khi hạ mực nước
ngầm. Sự thay đổi áp lực lổ rỗng có thể dẫn đến biến dạng cho các công trình lân cận do
quá trình cố kết. Quá trình thấm không kiểm soát được do thấm vào các hầm phân, rãnh
đào hoặc rò rỉ qua tường vây dễ dàng gây xói mòn các lớp đất ở bên dưới mặt đất. Hiện


tượng cát sôi cùng với phình trồi ở đáy hố móng cũng là nguyên nhân của quá trình thấm

không kiểm soát được.

4.1 Do quá trình thấm
Sự phá hoại công trình lân cận do quá trình thấm không kiểm soát có hai dạng
khác nhau như sau:
Sự phá hoại do quá trình xói mòn bên dưới mặt đất bắt đầu từ những khe nứt ở
vách hố đào phát triển dọc theo một mặt phẳng của đòa tầng. Đất nền ở xung quanh bắt
đầu lún sập một khi mái vòm của lớp đất vùng bò xói mòn bò sụp đổ. Đặc biệt trong trường
hợp đòa tầng là lớp cát pha sét hoặc bụi có đủ lực dính để hình thành một mái vòm hàm
ếch trên vùng bò xói mòn thì việc sụp đổ rất tàn khốc vì nó xảy ra rất đột ngột và gây lún
lệch trên một khu vực rộng lớn. Để tránh hiện tượng xói mòn bên dưới mặt đất dòng thấm
ngầm cần phải được kiểm soát và được thu về hệ thống lọc.
Nếu áp lực lổ rỗng bên dưới đáy hố đào (chẳng hạn trường hợp chiều dày lớp chứa
nước có áp mỏng) lớn hơn trọng lượng của lớp đất bên trên hoặc trường hợp tổn thất do
ma sát thủy lực (hydraulic friction losses) trong dòng thấm từ dưới lên phía đáy móng quá
lớn thì đáy móng sẽ bò đẩy nổi và đất bắt đầu hiện tượng sôi. Hiện tượng sôi sẽ dẫn đến sự
xói mòn đất và sự xói mòn đất có thể gây ra sự lún sập của đất nền bên ngoài hố đào,
hoặc hố đào bò sụp đổ do đất bên dưới chân tường vây bò lỗ hổng.
Có thể dùng phương pháp lưới thấm để tính toán ổn đònh trong hai trường hợp ở
trên của nền tuy nhiên dòng thấm ở ngoài công trường lại chòu ảnh hưởng rất đáng kể từ
những yếu tố bất thường của đòa chất cho nên cần phải tính ổn đònh với hệ số an toàn lớn.
Trong trường trường hợp đòa tầng bên dưới đáy móng có chứa tầng nước có áp sự phá hoại
do phình trồi đáy hố móng có thể xảy ra bất ngờ.
Có thể sử dụng một số biện pháp để ngăn ngừa hiện tượng đất sôi do bò phình trồi.
Hạ thấp mực nước ngầm hoặc áp lực lổ rỗng có thể loại trừ hiện tượng đất bò nứt và đất
sôi. Hoặc đóng tường vây đến độ sâu lớn hơn để giảm gradient thấm.
Trong những năm gần đây một đôi khi người ta còn sử dụng “tường đất sét” để
ngăn chặn dòng thấm thay cho tường cọc bản thép. Tường đất sét được thi công giống như
tường vây bằng bêtông với rãnh đào được làm đầy bằng hổn hợp betonite-ximăng. Tường
hầu như không thấm tuy nhiên vẫn còn một độ dẻo nào đó. Loại tường đất sét có thể thi

công đến độ sâu 30m.

4.2 Do giảm áp lực lổ rỗng.
Bơm mực nước gầm từ các giếng sẽ làm giảm áp lực lổ rỗng và làm tăng ứng suất
có hiệu trong đất nền ở xung quanh hố đào. Nếu bơm nước ngầm từ lớp cát có thể giảm áp
lực lổ rỗng trong đất nền ở những khu vực có thể xa hố đào lên vài trăm mét. Đường hạ
mực nước ngầm từ giếng bơm thường rất dốc trong khoảng bán kính từ 5m đến 25m, tiếp
theo là đoạn phi tuyến và đoạn tuyến tính ít dốc hơn.


Đối với đất rời khi hạ mực nước ngầm ứng suất có hiệu gia tăng vẫn quá nhỏ để
gây ra độ lún cố kết ngoại trừ đối với cát rất xốp, đặc biệt ở khu vực bên ngoài vùng có
đường hạ mực nước ngầm dốc. Tuy nhiên trong trường hợp có sự hiện diện của các lớp đất
sét yếu, sét hữu cơ hoặc silt thì việc giảm áp lực lổ rỗng có thể gây lún lớn trên một khu
vực rộng lớn.
Đối với đất cát khi mực nước ngầm hạ thì áp lực lổ rỗng giảm một cách nhanh
chóng. Tuy nhiên đối với đất sét hoặc sét hữu cơ có hệ số thấm nhỏ cho nên quá trình
giảm áp lực lổ rỗng xảy ra rất chậm, một đôi khi có thể kéo dài nhiều năm. Mặt khác cần
lưu ý là chỉ cần biến dạng nhỏ của đất nền cũng có thể gây ra hoặc gia tăng ma sát âm
trong cọc.
Để ngăn chận độ lún trong khu vực đào hố móng cũng ở những vùng xung quanh
người bơm nước sạch vào các hố khoan bên ngoài hố đào để bù trừ việc nước bò tổn thất
hoặc kiềm chế dòng thấm của nước ngầm bằng tường đất sét, bêtông, tường cọc bản thép
hoặc lưới kim loại. Kinh nghiệm cho thấy việc bơm bù nước từ giếng bơm có áp lực thấp
hiệu quả hơn từ giếng bơm có áp lực lớn.

5. BẢO DƯỢNG HỐ ĐÀO CÓ BƠM NƯỚC:
Việc bão dưỡng hố đào tùy thuộc vào tình hình đòa chất và loại công trình bên
trong hệ thống tường vây. Trong những trường hợp đặc biệt có thể tạm thời giữ nguyên
chiều cao cột nước trong hố đào và bơm bêtông lấp kín đáy hố đào. Phần bêtông này có

thể sử dụng như bộ phận chống đẩy nổi và chống trượt do tải trọng ngang.
Trong thực tế đáy hố đào thường được bơm hết nước để dễ thi công. Sự hiện diện
của nước mặt ở đáy hố đào và việc giảm ứng suất tổng do đào đất trong hố sẽ dẫn đến sự
trương nở và sự suy yếu khả năng chòu tải của đất nền ở đáy hố đào. Sự xáo trộn của đất ở
đáy hố đào do công nhân đi lại hoặc do sự vận chuyển của thiết bò thi công sẽ dẫn đến độ
lún đáng kể khi nền chòu tải trọng thường xuyên. Khả năng xáo trộn của đất sẽ giảm khi
hệ số thấm cũng như kích thước hạt gia tăng. Đất cát mòn pha bụi hoặc đất bụi có tính dẻo
thấp nhưng có một ít lực dính sẽ bò xáo trộn đáng kể nhất. Sự xáo trộn sẽ trở nên trầm
trọng hơn nếu có sự hiện diện của tầng nước có áp hoặc dòng thấm cách không xa bên
dưới đáy hố đào. Vấn đề cũng trở nên rất khó chòu một khi có dòng thấm chảy trong một
lớp thấm nước ở bên trên đáy hố đào. Thực tế không có biện pháp thoát nước nào có thể
ngăn cản được hoàn toàn sự rò rỉ nước vào hố đào.

6. KIỂM SOÁT NƯỚC MẶT:
Nước mặt chảy vào hố đào cũng gây trở ngại và nguy hiểm. Ngoài việc nước mặt
có khả năng làm úng ngập hố đào nó còn có thể làm xói mòn, làm mất ổn đònh vách hố
đào, làm ngập bùn hố đào. Nước mặt có thể xuất phát từ các công trình lân cận, từ các
công trình ngầm. Nước mặt có thể thấm qua lớp đòa chất có khả năng thấm nước hoặc các
khe nứt để trở thành mực nước ngầm ổn đònh và thành hình áp lực nước tác dụng lên kết
cấu tường vây. Nước mặt chảy vào hố đào có thể bò ngăn chận lại bằng cách xây đê vây,
rãnh đào hoặc nâng cao thành tường vây. Không nên tụ nước mặt bên ngoài hố đào vì có


khả năng nước thấm qua đất tạo áp lực lên tường vây. Cần thông báo cho nhà thầu biết
những nguồn nước có thể gây khó khăn cho công trình và ràng buộc trách nhiệm cho nhà
thầu để có biện pháp khống chế nước mặt.

7. KIỂM SOÁT MỰC NƯỚC NGẦM:
Các yếu tố sau đây có khả năng kiểm soát mực nước ngầm: khả năng bơm hút, độ
chênh chiều cao cột nước, kích thước hố đào, loại hệ tống tường vây, mặt cắt đòa chất và

hệ số thấm, điều kiện bơm nạp nước vào đất. Việc bơm nạp nước vào đất có thể khó khăn
và khó kiểm soát. Nếu việc bơm nạp nứơc vào đất có thể thực hiện được thì có thể dựa
vào mặt cắt đòa chất và qui trình đào hố móng để lựa chọn hệ thống bơm nước. Việc hạ
mực nước ngầm có thể thực hiện ngay trong quá trình thi công đào hố móng. Ở giai đoạn
sau khi thi công sàn cần phải dùng hệ thống ống ngầm tạm, ống dẫn qua sàn.

7.1. Khả năng bơm hút nước.
Về lý thuyết khả năng bơm hút có thể thực hiện đến bất cứ cao trình nào mong
muốn miễn là cung cấp đủ hệ thống bơm. Tuy nhiên việc gia tăng số lượng bơm một cách
tùy tiện sẽ không kinh tế vì mặt bằng công trình hẹp và hệ thống thu nước bò hạn chế cũng
như các loại bơm có hiệu suất khác nhau.
7.2. Phạm vi chênh lệch chiều cao cột nước.
Lượng nước thấm vào hố đào phụ thuộc vào độ chênh chiều cao cột nước. Thường
thường thì không thay đổi được độ chênh chiều cao cột nước vì nó được cố đònh bởi điều
kiện mực nước ngầm, độ sâu hố đào và điều kiện đòa chất thủy văn của khu vực. Tuy
nhiên điều quan trọng là phải tính đến phạm vi độ chênh lệch cột nước có thể có suốt
trong quá trình thi công để thiết kế hệ thống hạ mực nước ngầm. Trong nhiều trường hợp
phải kể đến sự dao động mực nước ngầm theo mùa.

7.3. Kích thước hố đào.
Kích thước hố đào chi phối đáng kể đến việc kiểm soát mực nước ngầm như hình
H.1 a, b, c, d. Nước có khả năng thấm vào hố đào qua tường vây hoặc bên dưới chân
tường. Nếu hố đào có diện tích lớn so với độ sâu chôn tường vây hoặc các đòa tầng bên
dưới có chứa nước artesy thì lượng thấm sẽ rất đáng kể. Thường thì có thể phân tích thấm
theo công thức đơn giãn của Leonards bằng cách xem hố đào như một giếng lớn nếu tỉ số
giữa độ sâu và bề rộng của hố đào xấp xỉ bằng một đơn vò và xem như một rãnh nếu tỉ số
này lớn hơn một rất nhiều. Độ chính xác của việc tính toán không phụ thuộc nhiều vào lý
thuyết tính toán mà phụ thuộc nhiều vào hệ số thấm của các lớp đòa chất. Sai số theo lý
thuyết tính toán thường nhỏ hơn 50% nhưng sai số do hệ số thấm có thể lớn hơn rất nhiều.
Khả năng của hệ thống thu nước nên chọn gấp hai đến năm lần khả năng thấm nước theo

tính toán.



7.4 Hệ thống tường vây.
Việc tính toán thấm qua tường vây phải kể đến độ chênh lệch chiều cao cột nước,
đặc trưng của đất và hệ số thấm của bản thân tường vây. Điều không may là hệ số thấm
của bản thân tường lại phụ thuộc vào những khuyết tật của tường vây trong quá trình thi
công. Chẳng hạn nếu cừ bản thép nối nhau bằng rãnh bò toạc rách trong quá trình thi công
thì lưu lượng thấm cũng như hạt mòn lọt qua tường lớn hơn rất nhiều so với kết quả thí
nghiệm đối với cừ bản thép có rãnh nối nguyên vẹn. Tương tự nếu tường vây bằng bêtông
có nhiều tổ ong thì lưu lượng thấm sẽ rất đáng kể so với tường vây không có tở ong. Các
lổ rỗng còn lại trong đất do việc thi công bằng xói nước hoặc khoan dẫn có thể tụ nước sẽ
làm trầm trọng thêm việc rò rỉ thấm qua tường. Hệ thống tường cừ với ván lồng cũng
nhằm mục đích cho nước thấm qua tường vây để giảm áp lực sau tường.


Hình H1a. Ảnh hưởng kích thước hố đào đến việc khống chế mưc nước ngầm.
Lớp không thấm dày
Ít thấm
Thấm nhiều
Rãnh nước
Hố thu
 Lớp đất dưới đáy hố có hạt mòn, hệ số thấm hạn
chế và giảm dần theo độ sâu.
 Nước không chảy thêm vào hố.
 Độ sâu tường cừ cắm vào đất chủ yếu để giữ tường
ổn đònh ở giai đoạn sau cùng.
 Thoát nước theo chu vi tụ về hố thu.

Hình H1b. Ảnh hưởng kích thước hố đào đến việc khống chế mưc nước ngầm.


Hình 1c Ảnh hưởng kích thước hố đào đến việc khống chế mưc nước ngầm.
 Lớp thấm nước có chiều dày lớn.
 Xảy ra cát sôi trừ phi D  0,3 H
w
đối
với cát chặt và D0,5H
w
trong cát
xốp.
 Nếu hệ số an toàn là 1,5 thì D = 0,5
H
w
đối với cát chặt và D = 0,8H
w
đối
với cát xốp.
 Cách khác là bơm nước từ đáy hố đào.
Thấm nhiều
H
w

D
 Lớp nước có áp cách đáy hố đoạn T.
 Sắp xảy ra cát sôi khi H
u

= 2T.
 Bụi không dẻo, cát pha bụi, cát cấp
phối xấu, cát pha bụi cấp phối xấu.
 Chiều cao cộ nước áp lực đẩy nổi
được khống chế bằng cách hạ nước
bên trong hố.
Thấm kém
H
u

T
Thấm mạnh



Hình 1.d Ảnh hưởng kích thước hố đào đến việc khống chế mưc nước ngầm.



7.5. Điều kiện đất nền.
Yếu tố quan trọng nhất quyết đònh việc chọn phương pháp hạ mực nước ngầm là
hệ số thấm của đất và đòa tầng. Lưu lượng thấm tỉ lệ thuận với hệ số thấm. Tính toán lưu
lượng thấm dựa trên hệ số thấm từ phòng thí nghiệm sẽ phạm nhiều sai số. Đối với cát
sạch có hàm lượng lọt qua rây 200 không vượt quá 5 đến 10% thì công thức xác đònh hệ số
thấm phụ thuộc vào đường kính hạt có thể đủ chính xác. Trong trường hợp đất không đẳng
hướng và phân tầng thì hệ số thấm phải được xác đònh từ kết quả thí nghiệm giếng bơm
tại hiện trường. Một đôi khi người ta còn dựa vào độ dao động mực nước ngầm trong các
hố khoan để tính hệ số thấm của đất. Tuy nhiên hệ số thấm từ hố khoan có giá trò thấp hơn
nhiều so với thí nghiệm giếng bơm vì khó giữ được thành hố khoan trong các lớp thấm
nước để thí nghiệm.

7.6 Các biện pháp hạ mực nước ngầm.
Sau đây là các biện pháp hạ mực nước ngầm:
1. Giếng bơm sâu.
2. Hệ thống giếng kim lọc một tầng.
3. Hệ thống giếng kim lọc nhiều tầng.
H
w

Thấm mạnh
Không thấm
D
H
1
 Xảy ra cát sôi trừ khi D  0,2H
w
đối
H
1
nhỏ và D  0,25H
w
đối với H
1
lớn.
 Nếu hệ số an toàn là 1,5 thì D 0,4 H
w

đối với H
1
nhỏ và D = 0,45H

w
đối với
H
1
lớn.
 Cách khác là bơm nước từ đáy hố đào.


4. Rãnh hoặc hố đào nông và bơm nước.
5. Giếng giảm áp lực artesy.

8. KẾT LUẬN:
Các công trình lân cận bò chuyển vò khi đào hố móng là do việc đào hố móng đã
gây cho đất nền chuyển vò ngang về phía hố đào, chuyển vò đứng xung quanh hố đào,
chuyển vò nở ở đáy hố đào cùng với chuyển vò ngang vào phía trong và bên dưới đáy hố
đào. Độ sâu giới hạn của đáy hố đào có chống đỡ phụ thuộc vào các thông số sức chống
cắt của đất nền bên dưới đáy hố đào. Việc gia tăng áp lực dư lỗ rỗng và hiện tượng hoá
lỏng có thể gây ra chuyển vò cực kỳ lớn. Chuyển vò lớn nhất thường gặp ở đất sét yếu, bùn
và bụi hữu cơ. Kết quả quan trắc ở các công trình có xây dựng tầng hầm cho thấy chuyển
vò ngang của các tường vây bằng bêtông được giảm thiểu đáng kể so với các công trình có
tường vây bằng cừ bản thép. Tuy nhiên hệ thống thanh giằng chống đỡ cũng giữ vai trò
quan trọng.