Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý hố móng trong điều kiện nền cát và mực nước ngầm cao, áp dụng cho công trình cải tạo lòng dẫn sông tích

B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
I H C TH Y L I

NGUY N H U HOÀN

NGHIÊN C U GI I PHÁP K THU T X LÝ H MÓNG
TRONG I U KI N N N CÁT VÀ M C N
C NG M CAO,
ÁP D NG CHO CÔNG TRÌNH C I T O LÒNG D N SÔNG TÍCH

LU N V N TH C S

HÀ N I - 2014


B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
I H C TH Y L I

NGUY N H U HOÀN

NGHIÊN C U GI I PHÁP K THU T X LÝ H MÓNG

TRONG I U KI N N N CÁT VÀ M C N
C NG M CAO,
ÁP D NG CHO CÔNG TRÌNH C I T O LÒNG D N SÔNG TÍCH

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
Mã s : 60.58.02.02

LU N V N TH C S
Ng

ih

ng d n: PGS.TS NGUY N H U HU

Hà N i - 2014


L IC M

N

Trong quá trình th c hi n lu n v n “Nghiên c u gi i pháp k thu t x lý h
móng trong đi u ki n n n cát và m c n
sông Tích” h c viên đã nh n đ
H c Th y L i, đ c bi t là s h

c ng m cao, áp d ng cho d án c i t o

c s giúp đ c a các th y, cô giáo tr

ng

i

ng d n tr c ti p c a PGS.TS Nguy n H u Hu .

n nay tôi đã hoàn thành lu n v n th c s theo đúng k ho ch đã đ ra.
Mong mu n c a h c viên là góp ph n nh bé vào vi c nghiên c u đ a gi i
pháp x lý h móng trong đi u ki n đ a ch t y u mà c th là n n cát và m c
n

c ng m cao. Tuy nhiên vì s hi u bi t c a b n thân và th i gian th c hi n

lu n v n có h n nên n i dung c a lu n v n không tránh kh i nh ng thi u sót.
R t mong nh n đ

c nh ng ý ki n đóng góp, ch b o c a các th y, cô đ nâng

cao s hi u bi t và có đi u ki n phát tri n thêm n i dung nghiên c u c a lu n
v n sau này.
H c viên xin bày t lòng c m n sâu s c đ n PGS.TS Nguy n H u Hu ,
ng

i đã tr c ti p h

ng d n, ch b o t n tình, cung c p các ki n th c khoa h c

cho tôi trong su t th i gian qua. Qua đây tôi g i l i c m n chân thành đ n các
th y, cô giáo trong tr

ng

i h c Th y L i, các b n bè, đ ng nghi p đã giúp

đ và t o m i đi u ki n thu n l i đ tôi hoàn thành lu n v n Th c s này.
Hà n i, ngày…….tháng…….. n m 2014
H c viên

Nguy n H u Hoàn


L I CAM OAN
Tôi là Nguy n H u Hoàn, h c viên cao h c l p 20C21 - Tr

ng

ih c

Th y l i.
Tôi là tác gi c a bài lu n v n này, tôi xin cam đoan đây là công trình
nghiên c u c a riêng tôi. Các n i dung và k t qu nghiên c u là trung th c, ch a
t ng đ

c công b trong b t k công trình nào khác.
Tác gi

Nguy n H u Hoàn


M CL C

M

U .............................................................................................................................. 1

1. Tính c p thi t c a đ tài............................................................................................... 1
2. M c đích c a đ tài ...................................................................................................... 2
3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u ............................................................... 2

4. K t qu d ki n đ t đ

c ............................................................................................ 2

5. N i dung c a lu n v n ................................................................................................. 3
CH

NG 1. T NG QUAN V CÁC GI I PHÁP K THU T THI CÔNG

CÔNG TRÌNH TRÊN N N

T Y U .......................................................................... 4

1.1. N n đ t y u và đ c đi m c b n c a n n đ t y u..................................................... 4
1.2. Các gi i pháp k thu t thi công công trình trên n n đ t y u. ................................. 6
1.3. Phân tích đánh giá các s c h móng công trình trong đi u ki n n n y u ........ 13
CH

NG 2. CÁC GI I PHÁP X

CÁT VÀ M C N

LÝ H MÓNG TRONG I U KI N N N

C NG M CAO ............................................................................ 18

2.1. H móng và các ph

ng pháp thi công h móng................................................... 18

2.2. Các gi i pháp công ngh x lý h móng trong đi u ki n đ a ch t y u. ............... 23
2.3. Nghiên c u gi i pháp t
n n cát và m c n
CH

NG 3.

ng c c ván thép gi

n đ nh mái đào trong đi u ki n

c ng m cao. ...................................................................................... 42
NG D NG GI I PHÁP

C CH N CHO D

ÁN C I T O

LÒNG D N SÔNG TÍCH ............................................................................................... 55
3.1. Gi i thi u v d án c i t o lòng d n sông Tích ...................................................... 55

3.2. Nghiên c u l a ch n gi i pháp k t c u cho đo n kênh bê tông kênh t
K0÷K2+700 thu c d án sông Tích. ............................................................................... 61
3.3. ánh giá bi n pháp thi công h móng sâu .............................................................. 77


DANH M C HÌNH NH
Hình 1. 1 S đ b trí khe lún ................................................................................... 7
Hình 1. 2 Thay đ i chi u sâu và kích th
Hình 1. 2 X lý n n b ng ph

c móng ......................................................... 8

ng pháp đ m cát ...................................................... 9

Hình 1. 3 C c bê tông x lý n n tr m b m tiêu Bình Phú – Hà N i ........................ 10
Hình 1. 3 Thi công x lý n n b ng b c th m nhà máy x s i ình V .................... 12
Hình 1. 4 Cát ch y vào h móng công trình và bi n pháp x lý ................................. 15
Hình 1. 5 Xói ng m t i đ p T c Giang .......................................................................... 15
Hình 2. 1 Các b

c thi công Top-Down ...................................................................... 20

Hình 2. 2 Thi công h móng sâu theo ph

ng th c đào m ...................................... 21

Hình 2. 3 Thi công h móng không có ch n gi ......................................................... 21
Hình 2. 4 Ch n gi vách h đào b ng c c ván thép .................................................... 22
Hình 2. 5 Thi công c c xi m ng đ t d án nâng c p sân bay Cát Bi – H i Phòng . 26
Hình 2. 6 C c xi m ng đ t đ

c đào lên ...................................................................... 26

Hình 2. 7 Các lo i ch n gi b ng c c hàng .................................................................. 27
Hình 2. 8 C c ván thép b o v h móng d án kênh La Khê – Hà N i ................... 28
Hình 2. 9 B o v h móng b ng c bê tông c t thép .................................................. 29
Hình 2. 10 Thi công t

ng trong đ t ............................................................................ 31

Hình 2. 11 C u t o neo trong đ t ................................................................................. 33
Hình 2. 12 T

ng neo c c ván thép ............................................................................. 34

Hình 2. 13 K t h p neo và c c xi m ng đ t b o v h móng ch
Hình 2. 14 Ph

ng pháp tháo n

à L t .............. 34

c n m ngang ......................................................... 36

Hình 2. 15 Hình d ng c c ván thép ............................................................................. 43


Hình 2. 16 Ch ng gi thanh nén 1 nh p ...................................................................... 47
Hình 2. 17 Ch ng gi ki u thanh nén nhi u nh p ...................................................... 48
Hình 2. 18 Neo gi b ng kh i bê tông ....................................................................... 48

Hình 2. 19 Neo gi b ng hàng c ph ......................................................................... 49
Hình 2. 20 Neo gi b ng thanh neo trong đ t .............................................................. 49
Hình 2. 21 S đ tính theo ph
Hình 2. 22 Ph

ng pháp đ

ng pháp cân b ng t nh cho t

ng có neo .............. 50

ng đàn h i ...................................................................... 52

Hình 2. 23 Quy lu t bi n đ i c a h s n n ................................................................ 53
Hình 3. 1 H v ng ch ng gia c

ng cho hàng c thép ............................................... 63

Hình 3. 2 Chuy n v c a h móng U = 8,76cm ........................................................... 64
Hình 3. 3 H s

n đ nh h móng ................................................................................. 65

Hình 3. 4 Chuy n v h móng U = 8,83cm .................................................................. 65
Hình 3. 5 H s

n đ nh h móng ................................................................................. 66

Hình 3. 6 N i l c trong thanh neo ................................................................................. 66
DANH M C B NG BI U

B ng 3.1 Các thông s k thu t ch y u c a lòng d n sông Tích .............................. 56
B ng 3.2 Ch tiêu c lý c a đ t n n lòng d n sông Tích ............................................. 61
B ng 3.3 K t qu tính toán chuy n v và n đ nh h móng ........................................ 67
B ng 3.4 K t qu tính toán n i l c trong t
B ng 3.5

ng c ...................................................... 67

n giá chi ti t cho t ng ph

ng án ............................................................. 68

B ng 3.6 Chi phí l p d ng cho các ph

ng án ............................................................. 76


1
M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Trong quá trình thi công công trình xây d ng công tác h móng là công vi c
quan tr ng và chi m nhi u th i gian. Công tác h móng ph thu c r t nhi u vào
đi u ki n đ a ch t c ng nh đ a ch t th y v n c a khu v c xây d ng. T đó d n đ n
hàng lo t ki u h móng sâu khác nhau mà đ th c hi n chúng c n có nh ng bi n
pháp ch n gi đ b o v thành vách h và công ngh thi công thích h p v m t k
thu t – kinh t c ng nh đ m b o an toàn v môi tr

ng và không gây nh h

ng

x u đ n các công trình lân c n.
S c thi công h đào móng công trình luôn song hành v i vi c l a ch n gi i
pháp thi công h đào không thích h p v i đi u ki n đ a ch t - thu v n công trình.
S chuy n d ch đ t n n quanh h đào có th x y ra ngay trong quá trình đào móng
hay sau th i gian h đào đã l p đ t. ây là v n đ khó tránh kh i, m t khi nhà th u
kém n ng l c, ít kinh nghi m, ho c thi u thông tin tin c y v s li u kh o sát. V n
đ đào h luôn luôn là ch đ th i s , nó ti m n trong ngh và nghi p c a m t k
s xây d ng n n móng công trình.

Hình nh gia c h đào t i m t công trình trong thành ph H Chí Minh


2
Hi n nay cùng v i s phát tri n c a khoa h c công ngh , đã có r t nhi u bi n
pháp b o v thành vách h móng, gia c n n móng đ

c đ a ra và áp d ng thành

công trong th c t . Tiêu bi u nh h th ng c c xi m ng đ t, công ngh khoan ph t
Jet-Grouting, c thép… Trên th c t có nh ng công trình có h móng đ t sâu vào
t ng cát m n có h s th m l n nên công tác h móng tr nên khá ph c t p, do đó
vi c nghiên c u đ xu t bi n pháp thi công phù h p v i đ c thù công trình và đi u
ki n đ a ch t nh m ti t ki m chi phí, đ y nhanh ti n đ thi công, đ m b o an toàn
lao đ ng… là h t s c quan tr ng và c n thi t. Vì v y đ tài “Nghiên c u gi i pháp
k thu t x lý h móng trong đi u ki n n n cát và m c n

công trình c i t o lòng d n sông Tích” là m t h
lý h móng trong đi u ki n n n cát và m c n

c ng m cao, áp d ng cho

ng nghiên c u m i v l nh v c x

c ng m cao.

2. M c đích c a đ tài
Nghiên c u các gi i pháp k thu t x lý h móng trong đi u ki n n n cát và
m cn

c ng m cao.

3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u

Lu n v n ch y u s d ng k t h p các ph
– Ph

ng pháp nghiên c u lý thuy t;

– Ph

ng pháp quan sát tr c ti p;

– Ph

ng pháp k th a nh ng k t qu đã t ng k t, nghiên c u.

4. K t qu d ki n đ t đ
– Phân tích các ph
–
n

ng pháp:

c

ng pháp x lý h móng trong đi u ki n đ a ch t n n y u

xu t bi n pháp thi công cho h móng trong đi u ki n n n cát và m c

c ng m cao. Áp d ng tính toán cho d án ti p n

c Sông Tích


3
5. N i dung c a lu n v n
Ngoài ph n m đ u kh ng đ nh tính c p thi t c a đ tài, các m c tiêu c n đ t
đ

c khi th c hi n đ tài, các cách ti p c n và ph

các m c tiêu đó. Lu n v n g m 3 ch
kh o.

ng pháp th c hi n đ đ t đ

c

ng chính, ph l c và danh m c tài li u tham


4
CH

NG 1. T NG QUAN V CÁC GI I PHÁP K THU T THI CÔNG
CÔNG TRÌNH TRÊN N N

TY U

N n đ t y u và đ c đi m c b n c a n n đ t y u

1.1.

1.1.1. N n đ t y u
N n đ t y u là n n đ t không đ s c ch u t i, không đ đ b n và bi n d ng
nhi u, do v y không th làm n n thiên nhiên cho công trình xây d ng [1]. Khi xây
d ng các công trình dân d ng, c u đ

ng, th

ng g p các lo i n n đ t y u, tùy

thu c vào tính ch t c a l p đ t y u, đ c đi m c u t o c a công trình mà ng
dùng ph

i ta

ng pháp x lý n n móng cho phù h p đ t ng s c ch u t i c a n n đ t,

gi m đ lún, đ m b o đi u ki n khai thác bình th

ng cho công trình. Trong th c t

xây d ng, có r t nhi u công trình b lún, s p h h ng khi xây d ng trên n n đ t y u
do không có nh ng bi n pháp x lý phù h p, không đánh giá chính xác đ

c các

tính ch t c lý c a n n đ t. Do v y vi c đánh giá chính xác và ch t ch các tính ch t
c lý c a n n đ t y u (ch y u b ng các thí nghi m trong phòng và hi n tr

ng) đ

làm c s và đ ra các gi i pháp x lý n n móng phù h p là m t v n đ h t s c khó
kh n, nó đòi h i s k t h p ch t ch gi a ki n th c khoa h c và kinh nghi m th c
t đ gi i quy t, gi m đ

c t i đa các s c , h h ng công trình khi xây d ng trên

n n đ t y u.
N n đ t y u có m t s đ c đi m chung nh sau [1]:
– Kh n ng ch u l c vào kho ng 0,5 – 1 kG/cm2.
–

t có tính nén lún l n ( a > 0,1 cm2/kG);

– H sô r ng e l n (e > 1,0);
–

s t l n ( B > 1);

– Mo đun bi n d ng bé (E < 50kG/cm2);
– Kh n ng ch ng c t ( , c) nh ;
– Hàm l

ng n

c trong đ t cao, đ bão hòa n

c G > 0,8, dung tr ng nh ;


5
1.1.2.

c đi m c a m t s lo i đ t y u

Trong th c t xây d ng, chúng ta th

ng g p m t s lo i đ t y u sau:

t sét

y u; đ t cát y u; than bùn và đ t than bùn [1].

t sét y u

1.1.2.1.

c đi m bi n d ng:
Tính ch t bi n d ng c a đ t sét y u do b n ch t m i liên k t gi a các h t c a
chúng quy t đ nh. Có th chia bi n d ng c a đ t sét y u ra các lo i sau đây:
+ Bi n d ng khôi ph c, g m bi n d ng đàn h i và bi n d ng c u trúc h p ph .
+ Bi n d ng d : ch g m bi n d ng c u trúc.
Bi n d ng c a đ t sét y u là do s phá ho i các m i liên k t c u trúc và bi n
d ng các màng h p ph c a n

c liên k t gây nên. Các lo i bi n d ng ch y u c a

đ t sét y u là bi n d ng c u trúc và bi n d ng c u trúc h p ph .
Tính ch t l u bi n:
t sét y u là m t môi tr

ng d o nh t, chúng có tính t bi n và kh n ng

thay đ i đ b n khi t i tr ng tác d ng lâu dài. Kh n ng này g i là tính ch t l u
bi n.
Hi n t

ng dão trong đ t sét y u liên quan đ n s ép thoát n

ch t. Do v y hi n t

c t do khi nén

ng này liên quan t i s thay đ i m t đ k t c u c a đ t do k t

qu chuy n d ch, các h t và các kh i lên nhau, c ng nh nh ng thay đ i trong s
đ nh h

ng c a các h t và các kh i đó v i ph

1.1.2.2.
Cát đ
c u r i r c,

ng tác d ng c a t i tr ng.

t cát y u
c coi là y u khi c h t thu c lo i nh , m n tr xu ng đ ng th i có k t
tr ng thái bão hòa n

c, có th b nén ch t và hóa l ng đáng k , ch a

nhi u di tích h u c và ch t l n sét. Nh ng lo i cát đó khi ch u tác d ng rung ho c
ch n đ ng thì tr thành tr ng thái l ng nh t, g i là cát ch y [5].


6
c đi m quan tr ng nh t c a cát là b nén ch t nhanh, có đ th m n
l n. Khi cát g m nh ng h t nh và bão hòa n
t

cr t

c thì chúng tr thành cát ch y, hi n

ng này r t nguy hi m cho công trình và công tác thi công.

1.1.2.3.

Bùn, than bùn và đ t than bùn

Bùn là nh ng tr m tích hi n đ i, đ

c thành t o ch y u do k t qu tích l y

các v t li u phân tán m n b ng c h c ho c hóa h c
liên quan v i các ch ch a n

đáy sông h , bãi l y. Bùn ch

c, là các tr m tích m i l ng đ ng, no n

c và r t y u

v m t ch u l c. Thành ph n c a bùn có th là cát pha sét, sét pha cát, sét và c ng
có th là cát, nh ng ch là cát nh tr xu ng.
th b ng 0 và ch khi m t n

b n c a bùn r t bé, góc ma sát có

c m i có th cho góc ma sát.

Vi c xây d ng công trình trên n n bùn ch có th đ

c th c hi n sau khi đã

ti n hành các bi n pháp x lý n n.
Than bùn có ngu n g c h u c , thành t o do k t qu phân h y các di tích h u
c , ch y u là th c v t, t i các bãi l y và nh ng n i b hóa l y. Trong đi u ki n th
n m thiên nhiên, than bùn có đ

m cao (85÷95%). Than bùn là lo i đ t b nén lún

lâu dài, không đ u và m nh nh t. Khi xây d ng công trình t i nh ng khu v c than
bùn c n áp d ng các bi n pháp: làm đai c t thép, khe lún, làm n n c c ho c thay th
m t ph n than bùn.
1.2.

Các gi i pháp k thu t thi công công trình trên n n đ t y u.
V i nh ng đ c đi m c a đ t y u nêu trên thì mu n đ t móng công trình xây

d ng trên n n đ t này thì ph i có các bi n pháp k thu t đ c i t o tính n ng ch u
l c c a nó. N n đ t sau khi x lý g i là n n nhân t o. Vi c x lý khi xây d ng công
trình trên n n đ t y u ph thu c vào đi u ki n nh :
c a n n đ t... V i t ng đi u ki n c th mà ng

i thi t k đ a ra các bi n pháp x

lý h p lý. Có th chia thành ba nhóm bi n pháp sau [1]:
– Các bi n pháp x lý v k t c u công trình
– Các bi n pháp x lý v móng

c đi m công trình, đ c đi m

7
– Các bi n pháp x lý n n
1.2.1. Các bi n pháp x lý v k t c u công trình.
K t c u công trình có th b phá h ng do các đi u ki n bi n d ng không th a
mãn: Lún ho c lún l ch quá l n do n n đ t y u, s c ch u t i bé. Các bi n pháp v
k t c u công trình nh m gi m áp l c tác d ng lên m t n n ho c làm t ng kh n ng
ch u l c c a k t c u công trình. Ng

i ta th

ng dùng các bi n pháp sau [1]:

Dùng v t li u nh và k t c u nh , thanh m nh, nh ng ph i đ m b o kh n ng
ch u l c c a công trình nh m m c đích làm gi m tr ng l
gi m đ

ng b n thân công trình,

c t nh t i tác d ng lên móng.

Làm t ng s linh ho t c a k t c u công trình k c móng b ng cách dùng k t
c u t nh đ nh ho c phân c t các b ph n c a công trình b ng các khe lún đ kh
đ

c ng su t ph phát sinh trong k t c u khi x y ra lún l ch ho c lún không đ u.
Làm t ng kh n ng ch u l c cho k t c u công trình đ đ s c ch u các ng l c

sinh ra do lún l ch và lún không đ u b ng các đai bê tông c t thép đ t ng kh n ng

ch u ng su t kéo khi ch u u n, đ ng th i có th gia c t i các v trí d đoán xu t
hi n ng su t c c b l n.

Hình 1. 1 S đ b trí khe lún
1.2.2. Các bi n pháp x lý v móng
Khi xây d ng công trình trên n n đ t y u, ta có th s d ng m t s ph
pháp x lý v móng th

ng

ng dùng nh [1]:

Thay đ i chi u sâu chôn móng nh m gi i quy t s lún và kh n ng ch u t i
c a n n; Khi t ng chi u sâu chôn móng s làm t ng tr s s c ch u t i c a n n đ ng


8
th i làm gi m ng su t gây lún cho móng nên gi m đ

c đ lún c a móng;

th i t ng đ sâu chôn móng, có th đ t móng xu ng các t ng đ t phía d

ng
i ch t

h n, n đ nh h n. Tuy nhiên vi c t ng chi u sâu chôn móng ph i cân nh c gi a 2
y u t kinh t và k thu t.

Hình 1. 1 Thay đ i chi u sâu và kích th

Thay đ i kích th

c móng

c và hình dáng móng s có tác d ng thay đ i tr c ti p áp

l c tác d ng lên m t n n, và do đó c ng c i thi n đ

c đi u ki n ch u t i c ng nh

đi u ki n bi n d ng c a n n. Khi t ng di n tích đáy móng th

ng làm gi m đ

c áp

l c tác d ng lên m t n n và làm gi m đ lún c a công trình. Tuy nhiên đ t có tính
nén lún t ng d n theo chi u sâu thì bi n pháp này không hoàn toàn phù h p.
Thay đ i lo i móng và đ c ng c a móng cho phù h p v i đi u ki n đ a ch t
công trình: Có th thay móng đ n b ng móng b ng, móng b ng giao thoa, móng bè
ho c móng h p; tr

ng h p s d ng móng b ng mà bi n d ng v n l n thì c n t ng

thêm kh n ng ch u l c cho móng;

c ng c a móng b n, móng b ng càng l n thì

bi n d ng bé và đ lún s bé. Có th s d ng bi n pháp t ng chi u dày móng, t ng
c t thép d c ch u l c, t ng đ c ng k t c u bên trên, b trí các s

móng b n có kích th

n t ng c

ng khi

c l n.

1.2.3. Các bi n pháp x lý n n
Khi các bi n pháp v k t c u công trình và móng mà v n không đáp ng yêu
c u thi t k thì m i s d ng các bi n pháp x lý n n. X lý n n là c i thi n các ch


9
tiêu c lý, hóa h c c a n n nh m t ng c
th m, ch ng tr
Ph

ng kh n ng ch u l c, phòng lún, phòng

t và ch ng l t cho n n công trình [1].

ng pháp thay n n.
ây là m t ph

ng pháp ít đ

c s d ng, nhà th u xây d ng thay m t ph n

ho c toàn b n n đ t y u trong ph m vi ch u l c công trình b ng n n đ t m i có

tính b n c h c cao, nh làm g i cát, đ m cát. Ph

ng pháp này đòi h i kinh t và

th i gian thi công lâu dài, áp d ng đ

c v i m i đi u ki n đ a ch t. Bên c nh đó

c ng có th k t h p c h c b ng ph

ng pháp nén thêm đ t khô v i đi u ki n đ a

ch t đ t mùn x p. Khi s d ng ph
t ng c

ng pháp này th

ng kh n ng ch u l c gi a các l p đ t m i.

Hình 1. 2 X lý n n b ng ph
Các ph

ng s d ng v i đ a k thu t đ

ng pháp đ m cát

ng pháp c h c.

Là m t trong nh ng nhóm ph

ng pháp ph bi n nh t, bao g m các ph

pháp làm ch t b ng s d ng t i tr ng t nh (ph

ng pháp nén tr

c), s d ng t i

tr ng đ ng(đ m ch n đ ng), s d ng các c c không th m, s d ng l
và s d ng thu c n sâu , ph

ng

in nc h c

ng pháp làm ch t b ng gi ng cát, các lo i c c (c c

cát, c c xi m ng đ t, c c vôi...), ph

ng pháp v i đ a k thu t, ph

cát...đ gia c n n b ng các tác nhân c h c.

ng pháp đ m


10
ây là m t trong nh ng gi i pháp đ

c s d ng nhi u nh t hi n nay và mang

l i hi u qu kinh t cao. T i Vi t Nam, đã có nhi u công trình áp d ng gi i pháp
nh :
- D án c ng Ba Ngòi (Khánh Hòa) đã s d ng 4000m c c xi m ng đ t có
đ

ng kính 0,6m thi công b ng tr n khô.
- T i Hà N i, h m đ

ng b Kim Liên đ

y u, nh t là khu v c phía đu ng
b ng ph

c xây d ng trong khu v c đ a ch t

ào Duy Anh, n n đ t d

i h m đã đ

cc it o

ng pháp c t đ t gia c xi m ng v i chi u dày kho ng 1,5-6m. Vi c gia c

đ t t i đáy b ng ph

ng pháp c t đ t gia c xi m ng không nh m gia c n n đ t mà

ch v i m c đích ch ng tr

t tr i khi đào xu ng đ sâu l n (trên 10m) và c ng

không ph i gia c t i t t c các v trí đào mà c n c theo đi u ki n đ a ch t t ng khu
v c, có n i gia c , có n i không.
- D án nâng c p c ng hàng không Cát Bi – H i Phòng s d ng c c xi m ng
đ t đ gia c n n, chi u sâu c c 13 ÷ 15m, đ

ng kính 0,8m.

- D án nâng c p, c i t o tr m b m tiêu Bình Phú – Th ch Th t, Hà N i s
d ng c c bê tông c t thép đ gia c n n tr m b m và khu v c nhà tr m, chi u dài
m i c c 10m, kích th

c c c 30x30cm, m t đ 1÷1,2m/c c.

Hình 1. 3 C c bê tông x lý n n tr m b m tiêu Bình Phú – Hà N i


11

Ph

ng pháp nhi t h c
Là m t ph

ng pháp đ c đáo có th s d ng k t h p v i m t s ph

ng pháp

khác trong đi u ki n t nhiên cho phép. S d ng khí nóng trên 800o đ làm bi n đ i

đ c tính lí hóa c a n n đ t y u. Ph

ng pháp này ch y u s d ng cho đi u ki n đ a

ch t đ t sét ho c đ t cát m n. Ph

ng pháp đòi h i m t l

nh , nh ng k t qu nhanh và t
Ph

ng không

ng đ i kh quan.

ng pháp hóa h c.
Là m t trong các nhóm ph

ng pháp đ

đây. S d ng hóa ch t đ t ng c
ph

ng n ng l

c chú ý trong vòng 40 n m tr l i

ng liên k t trong đ t nh xi m ng, th y tinh,

ng pháp Silicat hóa… ho c m t s hóa ch t đ c bi t ph c v m c đích đi n

hóa. Ph

ng pháp xi m ng hóa và s d ng c c xi m ng đ t t

ng đ i ti n l i và

ph bi n. Trong vòng ch a t i 20 n m tr l i đây đã có nh ng nghiên c u tích c c
v vi c thêm c t cho c c xi m ng đ t. S d ng th y tinh ít ph bi n h n do đ b n
c a ph

ng pháp không th c s kh quan, còn đi n hóa r t ít dùng do đòi h i t

ng

đ i v công ngh .
Ph

ng pháp sinh h c.
Là m t ph

ng pháp m i s d ng ho t đ ng c a vi sinh v t đ làm thay đ i

đ c tính c a đ t y u, rút b t n
ph
đ

ng pháp ít đ

c s quan tâm, do th i gian thi công t

c khá nhi u ng h v ph

Các ph

c úng trong vùng đ a ch t công trình.

ây là m t

ng đ i dài, nh ng l i

ng di n kinh t .

ng pháp th y l c.

ây là nhóm ph

ng pháp l n nh là s d ng c c th m, l

i th m, s d ng

v t li u composite th m, b c th m, s d ng b m chân không, s d ng đi n th m.
Các ph

ng pháp phân làm hai nhóm chính, nhóm m t ch y u mang m c đích làm

khô đ t, nhóm này th

ng đòi h i m t l

ng t

ng đ i th i gian và còn khiêm t n

v tính kinh t . Nhóm hai ngoài m c đích trên còn mu n m

n l c nén th y l c đ


12
gia c đ t, nhóm này đòi h i cao v công ngh , th i gian thi công gi m đi và tính
kinh t đ

c c i thi n đáng k .

T i Vi t Nam, công trình đ u tiên đ

c áp d ng gi i pháp này là d án c m

khí đi n đ m Cà Mau (2002), tuy nhiên do nhà th u Pháp thi công nên giá thành
còn khá cao.

n n m 2008, Công ty Fecon c a Vi t Nam đã tr c ti p thi công t i

d án nhi t đi n Nh n Tr ch 2 (giá b ng 40%), sau đó đã áp d ng r ng rãi và thành
công t i nhà máy x s i t ng h p polyester

ình V (H i Phòng), nhà máy Nhi t

đi n Long Phú 1 (Sóc Tr ng), khu liên h p thép Formosa (Hà T nh), nhà máy Nhi t

đi n Duyên H i 1 (Trà Vinh)…

Hình 1. 2 Thi công x lý n n b ng b c th m nhà máy x s i ình V
Nh n xét chung:
N n đ t y u có nhi u tác h i và nguy c gây m t an toàn cho các công trình
xây d ng. Cùng v i s phát tri n c a khoa h c k thu t, vi c nghiên c u n n đ t
y u c ng nh các gi i pháp x lý n n đ t y u ngày càng hoàn thi n h n. Trong th c
t thi t k c ng nh thi công, c n c n c vào đi u ki n đ a ch t công trình c th đ
l a ch n các bi n pháp x lý. Có th s d ng m t gi i pháp ho c s d ng k t h p
nhi u bi n pháp, gi i pháp đ x lý nh m mang l i hi u qu cao nh t, đ m b o an
toàn cho công trình xây d ng.


13
1.3.

Phân tích đánh giá các s c h móng công trình trong đi u ki n n n y u
Khi thi công h móng trên n n đ t y u, vi c x y ra s c là khó tránh kh i.

Các s c h móng th
x lý khác nhau. D

ng r t đa d ng và ng v i m i s c l i có nh ng cách đ

i đây là m t s s c th

ng g p c ng nh bi n pháp x lý khi

thi công h đào trong vùng đ t y u [1], [5]:
– S t tr

t thành h đào

– Xói ng m
– Cát ch y
1.3.1. S t tr

t thành h đào

ây là s c th
đ t y u. S t tr
nhân gây tr

ng x y ra nh t khi thi công h móng sâu trong đi u ki n n n

t x y ra khi đi u ki n cân b ng c a kh i đ t b phá h y. Các nguyên
t chính th

ng là: t ng cao đ d c c a s

n d c khi c t xén, xói l ,

khi thi công mái quá d c; gi m đ b n c a đ t đá do bi n đ i tr ng thái v t lí khi
t m
t

t, tr

ng n , gi m đ ch t, phong hoá, phá hu k t c u t nhiên, các hi n

ng t bi n trong đ t đá; tác đ ng c a áp l c thu t nh và thu đ ng lên kh i n n,

gây nên bi n d ng th m (xói ng m, ch y trôi, bi n thành tr ng thái cát ch y .v.v.);
các tác đ ng bên ngoài nh ch t t i trên s

n d c, dao đ ng đ a ch n và vi đ a ch n,

v.v. M i m t nguyên nhân riêng bi t k trên đ u có th làm m t cân b ng c a các
kh i đ t đá

s

n d c, nh ng thông th

ng là do tác đ ng đ ng th i c a m t s

trong nh ng nguyên nhân đó.
Bi n pháp x lý s t tr
S t tr

t làm bi n d ng thành vách h móng, t ng kh i l

gây nguy hi m cho con ng
s t tr

t.

i và máy móc thi công d

t có th áp d ng m t s ph

- S d ng t

ng đào và đ c bi t

i h móng.

phòng ng a

ng án sau [5], [6]:

ng c cùng nh các bi n pháp khác đ b o v thành vách

- H các c khi chi u sâu h đào l n


14
- T ng h s mái đào
- H n ch vi c ch t t i lên mái đào
1.3.2. Cát ch y
Cát ch y là hi n t

ng các dòng bùn cát nh m t d ch th d o nh t ch y vào

công trình đào c t qua nó, làm h móng b bi n d ng, các công trình
s không n đ nh. Cát ch y th
c đ ng th i bão hòa n

g n h móng

ng là cát h t nh , cát h t m n, bùn sét pha ch a h u

c [5], [9].

1.3.2.1. Phân lo i
Theo c ch , tính ch t và nguyên nhân phát sinh, có th chia cát ch y làm hai
lo i: Cát ch y gi và cát ch y th t.
Cát ch y th t x y ra trong đ t cát không đ ng nh t có ch a t 3%÷5% h t sét
và h u c , nguyên nhân là do ma sát gi a các h t cát quá nh . Cát ch y th t có m t
s đ c đi m nh : góc ngh t nhiên c a cát khi thoát n
thoát ra kh i đ t, n

c t 5÷7o; n

c d dàng

c đ c.

Cát ch y gi x y ra trong đ t cát s ch không có l c dính k t, không ch a h t
sét và h u c . Nguyên nhân là do áp l c th y đ ng l n làm cho các h t đ t di
chuy n theo h

ng gradien th m. Cát ch y gi có m t s đ c đi m nh : Góc ngh t

nhiên c a cát khi thoát n

c t 28÷32o; n

c d thoát ra kh i đ t, n

c trong.

1.3.2.2. Bi n pháp x lý cát ch y
Cát ch y gây nên tr

t, s t khi đào h móng, làm bi n d ng b m t công trình

li n k và làm t ng kh i l
ph

ng đào.

x lý hi n t

ng này, có th áp d ng m t s

ng án sau [5], [9]:
- Bóc b n u t ng cát ch y n m nông và m ng
- H th p m c n

c ng m t i khu v c xây d ng, gi m gradien th y l c dòng

th m đ làm khô vùng cát ch y trong th i gian xây d ng.
- Làm t

ng c vây quanh h móng.


15
- Gia c vùng cát ch y (làm đông c ng đ t, xi m ng hóa, silicat hóa), làm ch t
đ t t i khu v c xây d ng.

Hình 1. 3 Cát ch y vào h móng công trình và bi n pháp x lý
1.3.3. Xói ng m
Xói ng m là hi n t
d

ng các h t đ t đá, cát nh b cu n ra kh i v trí ban đ u

i tác d ng c h c c a dòng th m d n t i trong đ t đá hình thành nh ng l r ng,

khe r ng, làm s t lún m t đ t, gây h h ng công trình. T i Vi t Nam nhi u công
trình nh t là đê đi u đã b h h i do xói ng m [5], [9].

Hình 1. 4 Xói ng m t i đ p T c Giang


16
1.3.3.1.

i u ki n phát sinh và phát tri n xói ng m
xói ng m phát sinh c n hai đi u ki n v đ t và dòng th m: v n n đ t và v

dòng th m [9].
V n n đ t, đ t đá ph i có các l r ng đ l n đ cho các h t v n có th đi qua
đ

c. Các h t nh chui qua l r ng gi a các h t l n khi t l đ

ng kính gi a h t

l n nh t và nh nh t D/d > 20. Khi đ t đá có nhi u c h t thì thông th
kính l r ng b gi m đi, hi n t
t ng th m n

ng đ

ng

ng xói ng m khó x y ra h n. Trên th c t , v i hai

c khác nhau (t l p th m y u sang l p th m m nh) thì xói ng m x y

ra khi s chênh l ch h s th m quá hai l n: K 2 /K 1 > 2 (K 1 , K 2 là h s th m

l p

1 và 2).
i v i dòng th m ph i có n ng l ng đ l n, dòng th m ch y r i và trong cát
I > 5. Hi n nay, trong l nh v c xác đ nh đi u ki n xói ng m đã có nhi u công trình
th c nghi m khác nhau, E.A. Zamarin d a vào quan h gi a đ r ng và dung tr ng
h t đã đ a ra công th c xác đ nh I gh [5]:
I gh = (

γs
− 1)(1 − n) + 0,5n
γ
n

Trong đó:
1.3.3.2.

s

nh h

- dung tr ng h t đ t ;

n

- dung tr ng n

c; n - đ r ng c a đ t.

ng c a xói ng m và bi n pháp x lý

Xói ng m t o ra các l r ng trong n n gây m t n đ nh v c ng đ c a kh i
n n, làm bi n d ng, lún không đ u, gây th m m t n c các công trình ng n n c.
x lý hi n t ng này, c n ph i đ ra các bi n pháp đ gi l i c t đ t, không cho
các h t nh theo dòng th m ra ngoài. Thông th
chính sau [5]:

ng, ng

i ta s d ng các bi n pháp

i u ti t dòng th m: Có th thông qua đi u ti t dòng ch y m t hay bi n pháp
kéo dài dòng th m nh m gi m nh gradien th m th c t , gi m ho c tri t tiêu h n
xói ng m, nh dùng sân ph , t ng c , màn ch n, kh ng ch n c m t dao đ ng…
Gia c đ t đá: đ t ng tr s gradien th m t i h n nh đ m ch t đ t, phun v a
g n k t đ t đá đ gi m đ r ng và t ng c ng liên két c a các h t đ t đá v i nhau.

17
Bi n pháp gia c thích h p cho công trình đ t đ p, cho n n công trình có gradien
th m cao.
T o l p đ t ch ng xói ng m b ng cách đ t các thi t b l c ng

cđ t ol pl c

t nhiên, gi m gradien th m và không cho h t đ t đá đi qua. Thi t b l c ng
thích h p v i công trình đ p th
đ p, c ng n

ng b trí sau t

c

ng ch n, vách âu thuy n, h l u

c.

K t lu n ch

ng 1

Ngày nay, cùng v i s phát tri n c a khoa h c công ngh đã cho phép thi công
công trình trong m i đi u ki n đ a ch t t đ n gi n đ n ph c t p.

i kèm v i nó là

s phát tri n c a các công ngh thi công, các bi n pháp x lý n n đ t đ đ m b o an
toàn cho công trình đ t trên.
Ch

ng 1 c a lu n v n đã khái quát v n n đ t y u c ng nh các gi i pháp x

lý n n đ t y u đ

c s d ng hi n nay. Có th th y, các bi n pháp x lý n n ngày

càng phong phú và đa d ng, các công ngh m i đ
cao.

c áp d ng và mang l i hi u qu

ây s là c s đ đ a ra nh ng gi i pháp khi thi công h móng trong đi u

ki n đ a ch t n n này.


18
CH

NG 2. CÁC GI I PHÁP X

LÝ H

N N CÁT VÀ M C N
H móng và các ph

2.1.

MÓNG TRONG I U KI N
C NG M CAO

ng pháp thi công h móng

2.1.1. H móng và đ c đi m c a công trình h móng
H móng là m t lo i công trình t m th i, tuy nhiên l i là lo i công trình có giá
thành cao, kh i l

ng công vi c l n. H móng có ph m vi nh h

ng r ng, k thu t

thi công ph c t p, s c hay x y ra nên có tính tranh ch p trong công trình xây
d ng.

ng th i đây c ng là tr ng đi m đ h th p giá thành và đ m b o ch t l

ng

công trình [6].
Tính ch t c a đ t đá th

ng bi n đ i trong kho ng khá r ng, tính không đ ng

đ u c a đ a ch t th y v n th

ng làm cho s li u kh o sát có tính phân tán l n, khó

đ i di n cho tình hình t ng th c a các t ng đ t, h n n a tính chính xác c ng th p,
d n đ n t ng thêm khó kh n cho công vi c thi t k và thi công h móng.
ào h móng trong đi u ki n n n y u, m c n
hi n tr

ng ph c t p khác r t d x y ra tr

c ng m cao và các đi u ki n

t l kh i đ t, m t n đ nh h móng, thân

c c b d ch chuy n v trí, đáy h móng tr i lên, k t c u ch n gi b dò n

c nghiêm

tr ng ho c b ch y đ t …làm h h i h móng, nguy hi m đ n các công trình xây
d ng xung quanh khu v c h móng.
Công trình h móng g m nhi u khâu có quan h ch t ch v i nhau nh ch n
đ t, ch ng gi , ng n n

c, h m c n

c ng m, đào đ t…trong đó, m t khâu nào đó

th t b i s d n đ n đ v gây thi t h i và ch m ti n đ . Vi c thi công h móng
hi n tr

ng lân c n nh đóng c c, h m c n

nh ng nh h

ng ho c có s t

các

c ng m, đào đ t …đ u có th gây ra

ng quan ch t ch v i nhau, t ng thêm các nhân t

b t l i đ có th gây ra s c .
Công trình h móng có th i gian thi công dài, t khi đào móng đ n khi hoàn
thành toàn b các công trình kín khu t ng m d

i m t đ t ph i tr i qua nhi u l n