Nghiên cứu ảnh hưởng của các tải trọng nhà lân cận đến ổn định mái dốc

L IC M

N

V i s n l c c a b n thân cùng s giúp đ t n tình c a th y cô, đ ng nghi p,
b n bè và gia đình đã giúp tác gi đã hoàn thành lu n v n.
Tác gi xin chân thành bày t lòng bi t n sâu s c đ n PGS.TS Nguy n C nh
Thái, ng

i đã h

ng d n tr c ti p và v ch ra nh ng đ nh h

ng khoa h c cho lu n

v n.
Xin c m n Nhà tr
Phòng đào t o

ng, các th y cô giáo trong Tr

i h c và sau

ng

i h c Th y L i,

i h c v s giúp đ trong th i gian tác gi h c t p

và nghiên c u.
Xin chân thành c m n các đ ng nghi p trong B môn

và Trung tâm Công trình đ ng b ng ven bi n và

ê đi u và b o v b

ê đi u – Vi n Th y công - Vi n

Khoa h c Thu l i Vi t Nam đã t o đi u ki n, giúp đ cho tác gi trong quá trình
h c t p c ng nh hoàn thi n lu n v n.
Cu i cùng tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n cha m , các anh em trong
gia đình t o đi u ki n cho tác gi hoàn thành quá trình h c t p và vi t lu n v n này.
Hà N i, ngày 21 tháng 08 n m 2014
H c viên cao h c

Nguy n V n Chính


B N CAM K T
Tên đ tài lu n v n: “ Nghiên c u nh h

ng c a các t i tr ng nhà lân c n đ n

n đ nh mái d c ”
Tôi xin cam đoan đ tài lu n v n c a tôi hoàn toàn là do tôi làm. Nh ng k t
qu nghiên c u không sao chép t b t k ngu n thông tin nào khác. N u vi ph m
tôi xin hoàn toàn ch u trách nhi m, ch u b t k các hình th c k lu t nào c a Nhà
tr

ng.
H c viên

Nguy n V n Chính


M CL C
M

U .................................................................................................................... 1
1. Tính c p thi t c a đ tài. ..................................................................................... 1
2. M c tiêu và ph m vi nghiên c u ......................................................................... 1
3. Cách ti p c n và ph

CH

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

NG 1. T NG QUAN V CÁC V N

NGHIÊN C U ......................... 3

1.1. T ng quan v công trình xây d ng g n mái d c .............................................. 3
1.2. Hi n t
d c

ng s t l mái d c và h u qu do xây d ng các công trình lân c n mái

Vi t Nam và trên th gi i .............................................................................. 4

1.3. M t s d ng tr
1.4. K t lu n ch
CH

t l chính c a mái d c ........................................................ 10

ng 1 .......................................................................................... 14

NG 2. LÝ THUY T TÍNH TOÁN

N

NH MÁI D C ...................... 15

2.1. Các tính ch t c lý c a n n đ t y u................................................................ 15
2.1.1.

c đi m và phân lo i n n đ t y u ......................................................... 15

2.1.2. C
2.2. Phân b

ng đ ch ng c t không thoát n

c S u .............................................. 15

ng su t trong đ t ............................................................................. 16

2.3. Các quan h

ng su t bi n d ng và tiêu chu n phá ho i................................ 21

2.3.1. Mô hình đàn h i tuy n tính ..................................................................... 22

2.3.2. Mô hình đàn – d o .................................................................................. 22
2.3.3. M t s mô hình khác ............................................................................... 24
2.3.4. Tiêu chu n phá ho i Mohr – Coulomb ................................................... 24
2.4. Lý thuy t phân tích n đ nh mái d c.............................................................. 26
2.4.1. Ph

ng pháp cân b ng gi i h n .............................................................. 26

2.4.2. Ph

ng pháp phân tích gi i h n ............................................................. 30

2.4.3. M t s ph

ng pháp tính n đ nh mái theo m t tr

t ............................ 33

2.5. Phân tích n đ nh mái d c v i t i tr ng nhà cao t ng .................................... 38
2.6. Ph

ng pháp ph n t h u h n (PTHH) ......................................................... 42

2.7. L a ch n ph n m m tính toán ........................................................................ 45
2.8. L a ch n mô hình và thông s tính toán ........................................................ 46
2.8.1. L a ch n mô hình đ t n n....................................................................... 47
2.8.2. Ch n thông s cho mô hình tính ............................................................. 48
2.8.3. S d ng ph n m m SLOPE/W đ tính toán ........................................... 46

2.9. K t lu n ch
CH

ng 2. ......................................................................................... 51

NG 3. NGHIÊN C U

N

N

NH H

NG C A CÁC T I TR NG NHÀ

NH MÁI D C ..................................................................................... 53

3.1. B trí công trình trên vùng đ t d c ................................................................ 53
3.1.1. Móng trên n n có m t đá g c nghiêng .................................................... 53
3.1.2. B trí móng ............................................................................................. 54
3.1.3. Móng trên vùng đ t đ p .......................................................................... 55
3.1.4. B trí công trình g n sông su i ............................................................... 56
3.2. Các lo i t i tr ng nh h

ng đ n n đ nh mái d c ........................................ 58

3.2.1. Các lo i t i tr ng ..................................................................................... 58
3.2.2. T h p t i tr ng ....................................................................................... 61
3.2.3. Các lo i móng nhà trong xây d ng ......................................................... 58
3.3. Các nguyên nhân làm m t n đ nh mái d c. .................................................. 60

3.3.2. T h p l c và ph

ng pháp, mô hình tính toán ...................................... 61

3.3.3. Gi i h n nghiên c u t i tr ng c a lu n v n ............................................ 63
3.3.4. Nghiên c u nh h

ng c a m t c t t i tr ng đ n n đ nh mái d c ........ 63

3.3.5. Nghiên c u nh h

ng c a vi c thay đ i v trí c a 2 c t t i tr ng đ n

mái d c. ............................................................................................................. 68
3.3.6. Nh n xét chung k t qu tính toán gi a các ph
3.4. Nghiên c u nh h

ng pháp và ph n m m 73

ng c a vi c thay đ i k t c u khung nhà đ n n đ nh mái

d c. ........................................................................................................................ 73
3.5. Các nh n xét khi xây d ng nhà cao t ng trên mái d c. ................................. 77
3.6. K t lu n ch
CH

ng 3 .......................................................................................... 77

NG 4. NGHIÊN C U VÀ GI I PHÁP KHI XÂY D NG TÒA NHÀ

LÀM VI C LÂN C N KÈ NH N

C ............................................................. 79

4.1. Gi i thi u chung v công trình kè Nh n

c ................................................ 79

4.1.1. V trí đ a lý .............................................................................................. 79
4.1.2.

a hình, đ a m o .................................................................................... 80

4.1.3.

c đi m đ a ch t .................................................................................... 80

4.1.4. Thông s th y v n ................................................................................... 81
4.2.

c đi m kinh t xã h i và các c s h t ng ................................................ 81

4.2.1. Tình hình dân sinh kinh t trong khu v c ............................................... 81


4.2.2. C s h t ng........................................................................................... 82
4.2.3. Môi tr

ng .............................................................................................. 82

4.2.4. M ng l

i giao thông, thông tin liên l c trong vùng v i bên ngoài ....... 82

4.3.

c đi m và đi u ki n thi công công trình .................................................... 82

4.3.1.

c đi m công trình ................................................................................ 82

4.3.2. Nhi m v công trình ............................................................................... 83
4.4. K t c u chung c a công trình xây d ng ......................................................... 83
4.4.1. Hình d ng m t c t chung c a mái kè ...................................................... 83
4.4.2. Thông s k t c u mô hình móng tòa nhà ................................................ 83
4.4.3. L a ch n m t c t tính toán ...................................................................... 84
4.5. Ki m tra n đ nh công trình khi ch u nh h

ng c a các t i tr ng nhà xây

d ng lân c n .......................................................................................................... 85
4.5.1. M c đích tính toán .................................................................................. 85
4.5.2. T i tr ng và các tr

ng h p tính toán ..................................................... 85

4.5.3. Ki m tra n đ nh công trình cho m t tr

ng h p tính toán. ................... 85

4.5.4. Ki m tra n đ nh t ng th công trình cho các t h p khác ..................... 88
4.6. ánh giá và k t lu n ch

ng 4....................................................................... 92

K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................................ 93
1.

Nh ng k t qu đ t đ

c............................................................................... 93

2.

Nh ng h n ch t n t i .................................................................................. 94

3.

H

ng nghiên c u ti p theo ........................................................................ 94

TÀI LI U THAM KH O ...................................................................................... 95
PH L C TÍNH TOÁN ......................................................................................... 97


DANH M C HÌNH NH
Hình 1 - 1: Xây d ng nhà trên s

n d c. .................................................................... 3

Hình 1 - 2: S t l b sông khi nhà xây li n k ............................................................ 4
Hình 1 - 3: M t s hình nh s t l b sông do nhà xây li n k mái sông ................... 6
Hình 1 - 4: N m c n nhà b s p nhà hoàn toàn ........................................................... 6
Hình 1 - 5: M t ph n c a ngôi nhà b s t l ................................................................ 7
Hình 1 - 6: Quá trình xây d ng và tr

t mái d c làm đ nhà

Malaysia .................. 8

Hình 1 - 7: S đ bi n d ng nhà n i h i trên mái d c ................................................ 9
Hình 1 - 8: Các d ng tr
Hình 1 - 9: Hi n t

t c b n c a đ t d c.......................................................... 11

ng tr

t ph ng .......................................................................... 12

Hình 1 - 10: Hi n t

ng tr

t vòng cung đ n gi n .................................................. 12

Hình 1 - 11: Hi n t

ng tr

t vòng cung ph c t p................................................... 12

Hình 1 - 12: Hi n t

ng tr

t dòng .......................................................................... 13

Hình 1 - 13: Hi n t

ng s t l đ t đá........................................................................ 13

Hình 2 - 1:

nh ngh a các s h ng dùng cho công th c (2.2) và (2.3) .................... 17

Hình 2 - 2: Quan h gi a N B và r/z cho t i tr ng t p trung ...................................... 17
Hình 2 - 3: S đ s d ng ph
Hình 2 - 4: Giá tr

nh h

ng pháp đi m góc tính ng su t ............................. 18

ng c a ng su t th ng đ ng t i đi m góc c a móng hình

ch nh t ch u t i tr ng phân b đ u. ......................................................................... 19
Hình 2 - 5: Các giá tr

nh h

ng đ xác đ nh

Z

tính theo ph n tr m áp su t đáy

móng q 0 c a móng tròn ch u t i tr ng phân b đ u (theo Foster và Ahlvin, 1954). . 20
Hình 2 - 6: Các giá tr

nh h

ng c a ng su t th ng đ ng

Z

d

i tác d ng c a

kh i đ p dài vô h n (Ngu n U.S.Navy, 1971, theo Osterberg,1957) ....................... 21
Hình 2 - 7: Quan hê ng su t – bi n d ng (đàn - d o) .............................................. 23
Hình 2 - 8:

ng bao c c h n ................................................................................. 24

Hình 2 - 9: Lý thuy t phá ho i Mohr – Coulomb ..................................................... 25
Hình 2 - 11: Xác đ nh góc ma sát và l c dính huy đ ng........................................... 31

Hình 2 - 12: S đ tính toán n đ nh mái d c theo ph

ng trình m t tr

t ............. 33

Hình 2 - 13: S đ tính h s an toàn theo Bishop ................................................... 36
Hình 2 - 14: Khung nhà đi n hình khi xây d ng trên đ i d c .................................. 39
Hình 2 - 15: T i tr ng nhà t i đáy d i ....................................................................... 40
Hình 2 - 16: T i tr ng nhà và t ng th i d i............................................................... 40


Hình 2 - 17: Chuy n v ph n t tam giác .................................................................. 43
Hình

2

-

20:

Xác

đ nh

Eref

t

thí

nghi m

3

tr c

(theo

Plaxis

Material_Models_Manual) ........................................................................................ 49
Hình 3 - 1: B trí móng công trình

đ u mái d c (Theo Tiêu chu n TJ7-74, Trung

Qu c) ......................................................................................................................... 54
Hình 3 - 2: B trí móng công trình

gi a mái d c (Theo Quy chu n xây d ng

n

) ............................................................................................................................. 54
Hình 3 - 3: B trí móng công trình

đ sâu khác nhau trên mái d c (Theo tiêu

chu n DTU13-1, Pháp) ............................................................................................. 54
Hình 3 - 4: B trí móng công trình

đ u và chân mái d c trong vùng có đ ng đ t

(Theo quy chu n xây d ng 1997, M ) ...................................................................... 54
Hình 3 - 5: Cách b trí móng công trình trên đ t đ p ph trên mái d c .................. 55
Hình 3 - 6: Vùng không đ

c b trí công trình trên b d c sông su i ..................... 56

Hình 3 - 7: Các d ng m t n đ nh c a nhà trên mái d c ........................................... 61
Hình 3 - 8: M t c t ngang mái d c v i m t c t t i tr ng .......................................... 64
Hình 3 - 9: Mô hình tính toán n đ nh t ng th trong Plaxis .................................... 64
Hình 3 - 10: L

i ph n t h u h n ........................................................................... 65

Hình 3 - 11: Mô hình tính toán t ng th mái d c b ng Geoslope ............................. 65
Hình 3 - 12: M t bi n d ng c a mái d c t nhiên cho t h p 1................................ 66
Hình 3 - 13: K t qu tính toán n đ nh t h p 1 b ng ph n m m Geoslope ............ 66
Hình 3 - 14: Bi n d ng t ng c a mái d c có t i tr ng đ ng tác d ng (TH2) ........... 67
Hình 3 - 15: K t qu tính toán n đ nh tr

ng h p 2 b ng ph n m m Geoslope ..... 67

Hình 3 - 16: M t c t ngang mái d c và v trí các c t t i tr ng ................................. 69
Hình 3 - 17: Mô hình bài toán (tr

ng h p 3) .......................................................... 70

Hình 3 - 18: Bi n d ng t ng th mái d c khi có t i tr ng t ng thêm ........................ 70

Hình 3 - 20: Quan h gi a h s

n đ nh F và L c , H m , L s ....................................... 71

Hình 3 - 21: K t qu tính b ng Geoslope (tr

ng h p 2) ......................................... 72

Hình 3 - 22: So sánh k t qu tính n đ nh khi thay đ i Hm ..................................... 72
Hình 3 - 23: So sánh k t qu tính n đ nh khi thay đ i Lc ....................................... 72
Hình 3 - 24: áy móng xây trên vùng đ t b ng ........................................................ 74
Hình 3 - 25: áy móng xây trên mái d c .................................................................. 74
Hình 3 - 26: M t c t ngang mái d c v i tòa nhà có k t c u khung cùng c p TH1 ... 75


Hình 3 - 27: M t tr

t nguy hi m c a mái d c khi ch u t i tr ng đ ng TH1. ......... 75

Hình 3 - 28: M t tr

t nguy hi m c a mái d c khi ch u t i tr ng đ ng và ngang

TH1............................................................................................................................ 75
Hình 3 - 29: M t c t ngang mái d c v i tòa nhà có k t c u khung khác c p TH2 ... 76
Hình 3 - 30: M t tr

t nguy hi m c a mái d c khi ch u t i tr ng đ ng TH2 .......... 76

Hình 3 - 31: M t tr

t nguy hi m c a mái d c khi ch u t i tr ng đ ng và ngang

TH2............................................................................................................................ 76
Hình 3 - 32: Xây d ng tòa nhà ti p giáp v i mái d c ............................................... 77
Hình 4 - 1: V trí xây d ng công trình ...................................................................... 79
Hình 4 - 2: M t c t k t c u ngang kè và v trí tòa nhà d ki n xây d ng ................. 84
Hình 4 - 3: Mô hình tính toán.................................................................................... 86
Hình 4 - 4: L

i ph n t h u h n ............................................................................. 87

Hình 4 - 5: K t qu ki m tra n đ nh t ng th công trình t i MC9 (K0+160) (Khi
không có t i tr ng nhà t ng thêm tác d ng) M sf = 1,246 .......................................... 87
Hình 4 - 6: M t tr

t nguy hi m c a mái d c khi ch t t i q = 10kN/m2 .................. 87

Hình 4 - 7: nh h

ng c a kho ng cách h móng nhà t i mái d c ......................... 89

Hình 4 - 8: nh h

ng c a t i tr ng nhà đ n n đ nh mái kè xét v i H k =1m ........ 90

Hình 4 - 9: nh h

ng c a chi u sâu h đào đ n n đ nh mái kè v i q=50KN/m2 . 91

DANH M C B NG BI U
B ng 2 - 1: M t s ch tiêu phân bi t lo i đ t m m y u [10] ................................... 15
B ng 2 - 2: Giá tr Eu=Es Theo (Phân tích n n và thi t k ) ..................................... 49
B ng 3 - 1:

d c cho phép c a b m t đá g c

bên d

i t ng ph làm n n công

trình (theo TC Trung Qu c – TJ7-74) ....................................................................... 53
B ng 3 - 2: Thông s đ a ch t n n............................................................................. 63
B ng 3 - 3:

c tr ng c lý k t c u đáy móng ......................................................... 64

B ng 3 - 5: T i tr ng t i v trí các c t nhà ................................................................ 69
B ng 4 - 1: B ng t ng h p k t qu tính toán h s
B ng 4 - 2: B ng k t qu tính toán h s

n đ nh F................................... 88

n đ nh F khi thay đ i H k , L (v i q = 50

2

KN/m ) ...................................................................................................................... 90
B ng 4 - 3: L a ch n phù h p v kho ng cách, đ sâu đ t móng và t i tr ng khi xây

d ng nhà lân c n kè Nh n

c ................................................................................. 91


1

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài.
Trong b i c nh hi n nay, các tòa nhà ra đ i là m t h qu t t y u c a vi c gia
t ng dân s đô th , thi u đ t xây d ng và giá thành cao. Tuy nhiên, khi xây d ng
thêm m t công trình c n ph i quan tâm đ n vi c t i tr ng các công trình tác d ng
lên n n s kéo theo các công trình lân c n b lún xu ng ho c b đ y tr i. V trí xây
d ng càng ra xa, m c đ

nh h

ng t ng thêm do xây d ng nhà đ n các công trình

lân c n càng gi m và đ n m t gi i h n nào đó s không nh h
Trong khu v c mái d c, s t l đ t di n ra th

ng đ n n a.

ng xuyên và nguy hi m, vi c

phát tri n các công trình nhà lân c n mái d c d d n đ n nh ng m i nguy hi m khó

l
s

ng. T i tr ng tòa nhà đ

c truy n xu ng mái d c, có th gây m t n đ nh, do đó

n đ nh c a mái d c v i t i tr ng c a nhà lân c n c n đ

c ki m tra.

Trong n i dung c a lu n v n này, tác gi đ c p đ n v n đ
mái d c khác nhau nh : b sông, s

n đ nh c a các

n đ i và b đê khi có công trình nhà lân c n.

Và c ng xem xét đ n các lo i đi u ki n đ a ch t khác nhau và các t i tr ng khác
nhau. Quan h gi a h s

n đ nh mái d c v i t i tr ng nhà, kho ng cách gi a các

công trình, kho ng cách gi a các c t t i tr ng tác d ng và đ sâu đ t móng c ng
đ

c nghiên c u

đây.

tài “Nghiên c u nh h

ng c a các t i tr ng nhà lân c n đ n n đ nh

mái d c” nh m gi i bài toán thi t k k t c u và kho ng cách nhà phù h p đ t i
tr ng c a công trình không nh h

ng t i n đ nh c a mái d c; đ ng th i, góp ph n

hoàn thi n lý thuy t tính toán và ph
các mái d c.

ng pháp thi công nhà khi xây d ng lân c n

c bi t v i các công trình b sông ho c đê đi u, là nh ng công trình

có t m quan tr ng đ n tình hình dân sinh – kinh t

- xã h i. Do đó tr

c khi xây

d ng nhà g n đê, kè c n ph i ki m tra đ lo i tr h t các y u t b t l i.
2. M c tiêu và ph m vi nghiên c u
- Nghiên c u tính toán n đ nh c a mái d c khi có các t i tr ng công trình nhà
lân c n.
- Tìm ra gi i pháp, t i tr ng công trình phù h p và kho ng cách t i u đ t i
tr ng c a nhà không làm nh h

ng t i s làm vi c bình th

ng c a mái d c.


2

3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u.

- Cách ti p c n:
Tìm hi u, thu th p và phân tích đánh giá các tài li u có liên quan, kh o sát
th c t hi n tr ng nh ng v trí đ xu t xây d ng công trình.
- Ph

ng pháp nghiên c u:
+ i u tra kh o sát, thu th p t ng h p tài li u.
+ T ng h p lý thuy t
+ S d ng các ph n m m đ a k thu t phù h p v i lý thuy t tính toán
+ Áp d ng tính toán cho m t công trình c th


3

CH

NG 1. T NG QUAN V CÁC V N

NGHIÊN C U

1.1. T ng quan v công trình xây d ng g n mái d c
Khi xây d ng thêm m t công trình trên n n đ t t nhiên thì d

i tác d ng c a

t i tr ng công trình lân c n, b n thân công trình s b lún xu ng m t giá tr nào đó
kéo theo các công trình lân c n b lún xu ng ho c b đ y tr i lên tùy thu c vào đi u
ki n đ a ch t công trình, giá tr t i tr ng và đ sâu t i tr ng tác d ng. Càng ra xa,
m cđ

nh h

ng t ng thêm do xây d ng công trình càng gi m và đ n m t gi i

h n nào đó s không gây nh h

ng t i mái d c n a.

M i s c do đ a k thu t đe d a đ n s làm vi c bình th
th gây ra nh ng nh h

ng c a mái d c có

ng nghiêm tr ng đ n tình hình dân sinh – kinh t . Do đó,

khi xây d ng công trình lân c n mái d c c n ph i tính toán đ lo i tr h t các y u t
b t l i.
nh h

ng c a công trình xây d ng lân c n đ n n đ nh mái d c đ

c xét qua

các v n đ sau: lún thêm c a mái d c và n n vì ng su t t ng thêm do xây d ng
công trình, tác d ng ch ng th m c a t ng ph ch ng th m b gi m ho c b m t; s
hóa l ng c a đ t n n. Trong n i dung c a lu n v n, tác gi ch đ c p đ n vi c tính
toán đ m b o n đ nh cho s làm vi c c a mái d c khi tính đ n t i tr ng t ng thêm
do xây d ng công trình lân c n d n đ n làm gi m đ

Hình 1 - 1: Xây d ng nhà trên s

n đ nh c a mái d c.

n d c.


4

Hình 1 - 2: S t l b sông khi nhà xây li n k
1.2. Hi n t
mái d c

ng s t l mái d c và h u qu do xây d ng các công trình lân c n

Vi t Nam và trên th gi i

Trên đ t n

c ta, nhi u t nh thu c vùng Tây – Tây B c, Tây Nguyên và các

t nh Mi n Trung đ u thu c đ t đ i d c. Riêng các t nh Mi n Trung (Qu ng Bình,
Qu ng Tr , Th a Thiên - Hu ,

à N ng, Qu ng Nam, Qu ng Ngãi, Bình

nh, Phú

Yên) đã có di n tích trên 47.000km2 v i đ d c t 8 – 30 đ chi m đ n 80% di n
tích c a vùng. Hàng n m, nh t là đ n mùa m a bão, r t nhi u đo n đ
dân c , c s s n xu t và v n hoá c ng nh ru ng n

ng, đi m

ng … b s t l , h h ng ph i

t n nhi u t đ ng đ s a ch a, b o trì, khôi ph c. Ngoài ra, nh ng thi t h i v
ng

i và súc v t nuôi c ng nh cây tr ng c ng là con s r t l n. Theo s phát tri n

kinh t chung c a đ t n

c, kinh t các t nh mi n núi phía B c và các t nh mi n

Trung c ng đang ngày càng kh i s c: nhi u đi m dân c , đô th , khu công nghi p
xu t hi n, không ít các đi m du l ch m c lên, thu hút r t nhi u khách trong n
qu c t . Nh ng ho t đ ng nhân sinh y th

ng gây ra nh ng nh h

c và

ng x u đ n s

n đ nh chung c a n n đ t d c. Vì v y, b o đ m kinh t -xã h i phát tri n b n v ng


5

và thân thi n v i môi tr
r i ro khi tr

ng c ng nh an sinh c a c ng đ ng, phòng tránh nh ng

t l và l quét trong vùng đ t nói trên là m t nhi m v m i m và

n ng n c a nh ng ng

i xây d ng.


6

Hình 1 - 3: M t s hình nh s t l b sông do nhà xây li n k mái sông

Hình 1 - 4: N m c n nhà b s p nhà hoàn toàn
t 22, p M Ái, xã M Khánh


7

Hình 1-5 th hi n tình tr ng ngôi nhà n m sát đ nh mái d c b s t l v n có th
b cu n xu ng sông H ng b t c lúc nào.

Hình 1 - 5: M t ph n c a ngôi nhà b s t l
T i Malaysia, vào nh ng n m 1975 đ n 1978 trên m t ng n đ i ng

i ta ti n

hành xây d ng công trình Highland Towers g m nhi u chung c cao 12 t ng đ t
g n nhau. Tr i qua h n 15 n m s d ng, ngày 11 tháng 12 n m 1993, sau 10 ngày
m a ròng rã, ngôi nhà s 1 đã s p đ . Bài h c rút ra t s c này là: s m t n đ nh
công trình trên mái d c do tình tr ng quá t i, t ng đ d c c a mái đ p mà không
gi i quy t vi c thoát n

c tho đáng, phá hu các th m th c v t trên d c, t ng t l

đ d c khi đào đ p, c t chân các mái d c, thay đ i tuy n thoát n

c m t và n

c

ng m.
Nhà đi u d

ng Mellas b tr

t do ho t đ ng kinh t c a con ng

chú ý đ n đi u ki n t nhiên hi n h u: khi xây d ng m t con đ

i mà không

ng trên mái d c

mà không k đ n tác đ ng c a l c tr

t và quan h c a nó v i l c ch ng tr

Kh i đ t b tr

i chân d c gây ra nh ng bi n d ng đáng k

t đã đè lên ngôi nhà d

t.


8

cho ngôi nhà này. S tr

t này c ng đe do đ n s t n t i c a nhà hành chính n m

phía đ u mái d c.

Hình 1 - 6: Quá trình xây d ng và tr
Nhà v n phòng Alten (CHLB

tr

Malaysia

c). Nhà này g m 8 t ng, r ng 13,4m dài 53m,

móng b ng bê tông c t thép xây trên s
g m l p đ t y u và d

t mái d c làm đ nhà

n d c vào n m 1960.

td

i đ y là l p đ t có đ b n t t. Khi nhà xây đ

t v phía chân d c nh phát hi n có các v t n t

c 5 t ng thì b

t ng h m; nguyên nhân vì l p

đ t y u, tuy ch a xác đ nh chính xác chi u dày, nh ng d
t ng nhà v a xây, đã b tr

i đáy móng

i tác d ng t i tr ng c a 5

t theo l p đ t này trên l p cát th ch anh.

gi nhà không ti p t c tr

t, đã ti n hành khoan 150 l khoan v i đ

kính 50 cm, sâu 6,1m, xuyên qua các l p đ t phía trên, sâu t i l p đ t bên d
l c c đ t m t thanh thép đ
Liên k t các đ u c c b ng t

ng

i. M i

ng kính 46mm và sau đó rót đ y v a xi m ng cát.
ng ngang đ ch ng l i s tr

t c a đ t do tr ng l

ng

c a nhà. Các thanh thép trong c c làm vi c nh vít khoá, l c ch u c t xu t hi n do


9

thành ph n nghiêng c a l c tr ng l

ng c a nhà. K t qu c a gi i pháp ch ng tr

này đã lo i b nguy c nhà b phá h ng và sau đó ng
Nhà n i h i

t

i ta xây ti p 3 t ng còn l i.

thành ph Dnhepropetrov (Ukraine) n m g n m t khe sâu mà

n n c a nó là á sét có tính
này đã b lo i tr do làm

t đã b xáo đ ng.

lún

t không l n l m c a đ t

t toàn b chi u dày c a nó tr

c khi xây d ng. Tuy

nhiên, trong quá trình s d ng công trình l i ti p t c làm cho đ t c a mái d c b tràn
đ yn

c và đã làm cho mái d c m t n đ nh.

Hình 1 - 7: S đ bi n d ng nhà n i h i trên mái d c
H u qu là đã hình thành m t tr

t

phía khe su i, đ t chuy n d ch v phía

cu i d c và ch m t i n n c a công trình. Trong các tr

ng h p c a nhà đã xu t hi n

các v t n t không cho phép, đi u đó c n ph i tìm g p bi n pháp đ gia c mái d c
và gia c

ng móng và t

Hi n t

ng tr

t

ng.
m t s đ a ph

Tr n l núi kinh hoàng

ng phía b c n

c ta:

thôn Sùng Hoàng, xã Phìn Ngan, huy n Bát Xát –

Lào Cai ngày 13/09/2004 v i m t v n mét kh i đ t đá t trên cao đ xu ng t o ra
chi u r ng v t tr
dân t c Dao, 23 ng

t 100m, dài 400m đã vùi l p toàn b 4 ngôi nhà c a đ ng bào
i ch t và m t tích cùng v i trâu, bò, l n gà…đ u b chôn vùi

trong tích t c.
Vào tháng 7/2004, t i Km119+100 qu c l 4D (t SaPa đi Lào Cai), gi a ban
ngày trong tr i n ng, đ t s t l t s

n núi đã đ

p xu ng m t dãy nhà lán tr i t i


10

công tr

ng c a m t công ty xây d ng c u đ

ng, làm 2 ng

i ch t và h h i máy

móc thi công.
Vào gi a tháng 7/1995, t i khu v c Km125÷Km126 qu c l 37, trên đo n
đ

ng đi qua chân 2 qu đ i l n t i trung tâm th xã Yên Bái, kh i đ t s

đ cao 60-70m, do b m t n đ nh đã tr
kiên c ngay sát d
m t vách tr

nđ it

t xu ng, phá h y 24 ngôi nhà xây d ng

i chân d c làm thi t m ng 1 ng

t phía đ nh đ i cao 8m và làm tr i m t đ

i. Kh i đ t tr

t đã t o nên

ng nh a lên cao 1,50m nh

m t con đê.
T i thành ph S n La, vào n m 1984, đ
C , lúc đó nh m t con đ

ng mòn, xe ôtô không qua l i đ

Nh ng đ n n m 1988 – 1989, con đ
c p thành đ

ng Tô Hi u đi d

ng mòn này đ

i chân đ i Khau

c, ít ng

i đ ý t i.

c thi t k m r ng và nâng

ng đô th r ng 12m. Khi đó các nhà th u đã ph i h sâu n n đ

mòn xu ng 8 – 10m đ v a đ khuôn đ

ng

ng. Th là trong n m 1990 – 1991, nhi u

h dân t n i khác đ n đã t ý và tu ti n đào sâu thêm vào chân taluy t 15 – 20m
đ nh m t o ra m t d i đ t dài 120m b ng ph ng ven đ
S đ mô t c u trúc đ a ch t và di n bi n quá trình tr

ng đ làm nhà m t đ
tđ tc as

ng.

n đ i Khau C

(Th xã S n La) n m 1991. Nh v y, m t cách ng u nhiên, h đã t o nên m t vách
taluy d ng đ ng t i chân đ i, cao t i 15m, ti m n th m t n đ nh c h c c a c
kh i đ t s
n

n đ i. Tháng 7/1991, mùa m a l đã di n ra kh c li t

c sông N m La g n đó dâng cao làm ng p m t đ

đ i. Sau 3 ngày mua t m tã, đ

ng và khu v c lân c n chân

m c a đ t t ng v t, s c kháng c t c a đ t gi m

m nh, c ng v i th m t n đ nh c h c ban đ u, cho nên c kh i đ t s
C cao t i 70m đã b m t n đ nh và tr
ch n và nhà c a d
1.3. M t s d ng tr

S n La, m c

n đ i Khau

t xu ng, phá hu toàn b h th ng t

ng

i chân đ i.
t l chính c a mái d c

Hi n nay, ch a có cách phân lo i th ng nh t c a chuy n d ch b d c. M t s
cách phân lo i theo tài li u c a Nguy n S H c – phân lo i chuy n d ch b d c [9],
đây ch đ c p cách phân lo i c a A.Nemcok n m 1974.
Trên hình 1-8 trình bày các d ng tr
nêu.

t c b n c a đ t theo các phân lo i v a


11

N m 1974 A.Nemcok J.Rybar (Ti p Kh c) đã phân lo i các d ch chuy n b
d c theo c ch và t c đ d ch chuy n c a đ t, đá trên b d c chia làm 4 lo i: tr
ch m, tr
Tr

t, tr

t

t dòng và đ t đá đ .

t ch m (tr

t t bi n) là hi n t

ng chuy n d ch t đ nh xu ng chân

d c. T c đ d ch chuy n r t ch m, ch vài milimet đ n vài centimet trong 10 n m.

ây là d ng d ch chuy n c b n, là
b

c đ u c a các lo i d ch chuy n đ t đá

R¬i

trên mái d c và nó không đ l n đ gây ra
nh ng chuy n d ch nhanh h n.
Tr

t ch m có th đ

c chi thành tr

t

nông là chuy n d ch r t ch m và không đ u

Xoay

c a nh ng kh i đ t đá n m trên m t, ch u
nh h
tr

ng c a các s thay đ i theo mùa và

t sâu là nh ng chuy n d ch kèm theo s

Tr­ît

tách, v tr ng l c.
Tr

t: là nh ng d ch chuy n t

ng đ i

nhanh c a m t kh i đ t đá theo m t hay
nhi u m t tr

Dßng ch¶y

t – là nh ng m t phân chia
d ch

Hình 1 - 8: Các d ng tr

chuy n. T c đ d ch chuy n c a đ t đá có

c ađ td c

kh i tr

t và ph n n n không b

tc b n

th đ t đ n vài mét trong m t ngày đêm.
Tùy theo d ng c a m t tr

t và quan h c a chúng v i đi u ki n đ a ch t c a

b d c mà các tác gi trên còn chia thành tr
tròn), tr
tr

t ph ng (khi m t tr

t th ng), tr

t theo hai m t ph ng c t nhau).

t quay (khi m t tr

t có d ng tr

t h n h p và t nh ti n (m t tr

t bên,


12

Hình 1 - 9: Hi n t

Tr

l

t ph ng

Hình 1 - 10: Hi n t

ng tr

t vòng cung đ n gi n

Hình 1 - 11: Hi n t

ng tr

t vòng cung ph c t p

t dòng: là nh ng chuy n d ch nhanh c a kh i đ t đá d c theo b d c do

đ t đá b bão hòa n
phút và th

ng tr

c. Tr

t dòng có t c đ d ch chuy n kho ng vài m trong m t

ng x y ra trong mùa m a, nh t là khi có nh ng tr n m a kéo dài v i

ng m a l n. Tùy theo thành ph n v t ch t c a đ t đá trên b d c mà tr

t dòng

13

t o thành nh ng dòng bùn đ t
(khi đ t g m các h t b i hay
sét) hay nh ng dòng bùn đá
(khi trong đ t ch y u là các
c c đá nh ) mà đôi khi c ng
g i là các dòng bùn ch y, đá
trôi. Tr

t dòng c ng có th

x y ra trên l p đ t ph , sau các

Hình 1 - 12: Hi n t

tr n m a l n.

ng tr

t dòng

t đá đ : là nh ng chuy n d ch r t nhanh c a nh ng kh i đ t đá t nh ng
b d c đ ng hay theo nh ng m t tr
xu ng r i d n l i thành đ ng d
Tùy theo đ sâu c a m t tr

t có đ d c l n, đ t đá b r i t do hay tr

i chân b d c.
t còn phân ra:

+ Tr

t m t khi đ sâu <1,5m

+ Tr

t nông khi đ sâu 1,5 – 5,0m

+ Tr

t sâu khi đ sâu 5,0 – 20,0m

+ Tr

t r t sâu khi đ sâu trên 20m

Tùy theo đ a hình, tùy theo t ng lo i đ t đá mà hi n t
theo nh ng t c đ và qu đ o khác nhau. Tuy kh i l

ng đ t đá đ x y ra

ng đ t đá đ không l n

nh ng do t c đ d ch chuy n r t nhanh (kho ng vài m/s) nên th
tai n n b t ng , nh t là các vùng

t

d

i chân d c.

Hình 1 - 13: Hi n t

ng s t l đ t đá

ng x y ra nh ng


14

1.4. K t lu n ch

ng 1

Cùng v i quá trình công nghi p hóa và hi n đ i hóa đ t n
các tòa nhà lân c n mái d c (nh đ i, s

c, vi c xây d ng

n đ i, công trình giao thông, đê đi u…) đ

đ m b o v n đ an sinh là s c n thi t. Tuy nhiên, khi xây d ng thêm m t công
trình c n ph i quan tâm đ n vi c t i tr ng các công trình tác d ng lên n n s kéo
theo các công trình lân c n b lún xu ng ho c b đ y tr i. Càng ra xa công trình,
m cđ

nh h

ng t ng thêm do xây d ng công trình đ n các công trình lân c n

càng gi m và đ n m t gi i h n nào đó s không nh h

ng đ n n a.

Th c t cho th y, nhi u công trình nhà khi xây d ng lân c n mái d c xong, khi
đ a vào khai thác đã x y ra hi n t

ng m t n đ nh nh : lún, s t tr

t, s t l mái..

c bi t t i v trí lân c n công trình đê đi u, sau m i đ t m a l th

ng có hàng

tr m đi m b s t l , s t lún gây nên các thi t h i to l n v tài s n, công trình xây
d ng, nh h

ng nghiêm tr ng đ n tình hình dân sinh – kinh t - xã h i.

Theo s phát tri n kinh t chung c a đ t n

c, kinh t nhi u đi m dân c , đô

th , khu công nghi p xu t hi n, không ít các đi m du l ch m c lên, xây d ng ngay

trên ho c lân c n mái d c. Nh ng ho t đ ng dân sinh y th
h

ng x u đ n s

ng gây ra nh ng nh

n đ nh chung c a n n đ t d c. Vì v y, b o đ m kinh t -xã h i

phát tri n b n v ng và thân thi n v i môi tr
phòng tránh nh ng r i ro khi tr

ng c ng nh an sinh c a c ng đ ng,

t l và l quét trong vùng đ t nói trên là m t

nhi m v m i m và n ng n c a nh ng ng

i xây d ng.


15

CH

NG 2. LÝ THUY T TÍNH TOÁN

N

NH MÁI D C

2.1. Các tính ch t c lý c a n n đ t y u
c đi m và phân lo i n n đ t y u

2.1.1.

N n đ t là đ t y u n u

tr ng thái t nhiên, đ

m c a chúng g n b ng ho c

cao h n gi i h n ch y, h s l r ng l n, l c dính theo các thí nghi m c t nhanh
không thoát n

c t 0.15 daN/cm2 tr xu ng, góc n i ma sát t 00 đ n 100 ho c l c

dính t k t qu c t cánh hi n tr

ng S u ≤ 0.25daN/cm2. Theo s c kháng c t không

c, S u , và tr s xuyên tiêu chu n N, nh sau:

thoát n

+

t r t y u : S u ≤ 12.5 kPa ho c N ≤ 2

+

t y u : S u ≤ 25kPa ho c N ≤ 4

t sét y u là m t trong nh ng đ i t

ng nghiên c u và x lý r t ph c t p, đòi

h i công tác kh o sát, đi u tra, nghiên c u, phân tích và tính toán r t công phu.
t sét y u nói chung là lo i đ t có s c ch u t i nh (áp d ng cho đ t có c
đ kháng nén quy

c d

ng

i 0,50 daN/cm2), có tính nén lún l n, h s r ng l n

(e>1) , có môđun bi n d ng th p (E 0 < 50 daN/cm2), và có s c kháng c t nh . Khi
xây d ng công trình trên n n đ t y u mà thi u bi n pháp x lý thích đáng và h p lý
thì s phát sinh bi n d ng th m chí gây h h ng công trình. B ng 2.1 trình bày m t
s ch tiêu phân lo i đ t m m y u[10].
B ng 2 - 1: M t s ch tiêu phân bi t lo i đ t m m y u
Hàm l ng
n ct
nhiên
(%)

r ng t
nhiên

H s co
ngót
(Mpa-1)

t sét

> 40

>1,2

>0,50

>95

<5

t á sét

> 30

>0,95

>0,30

>95

<5

Ch tiêu
lo i đ t

2.1.2. C

ng đ ch ng c t không thoát n

Khái ni m này mô t c
thoát n

c Su

ng đ ch ng c t c a đ t trong tr

c. Giá tr này ph thu c vào m t s y u t chính :
+ Góc quay ng su t
+

ng ng su t

bão hòa
(%)

Góc n i ma
sát ch u c t
nhanh
(0)

ng h p không


16

+T cđ c t
+
C

c tr ng th tích v t li u

ng đ ch ng c t không thoát n

c th hi n vòng tròn Mohr ng su t nh

sau :
σ1 − σ 3 =
2.Su

(2-1)

Trong đó :
σ 1 : là ng su t chính l n nh t
σ 3 : là ng su t chính nh nh t
S u : là c

ng đ ch ng c t không thoát n

M c đích c a đi u ki n không thoát n
vì v y h s poát xông đ
2.2. Phân b

c, S u = (σ 1 − σ 3 ) / 2

c, không có bi n d ng th tích x y ra,

c xem b ng 0,5 trong su t quá trình c t.

ng su t trong đ t

Trong m c này đ c p đ n vi c đánh giá s gia t ng ng su t trong đ t do t i
tr ng biên, ho c t i tr ng b m t gây ra. Trong m t khu đ t r ng l n, t i tr ng nén
m th

ng và ng su t t ng thêm

các đ sâu c a khác nhau trong n n s do 100%

t i tr ng b m t truy n xu ng. Tuy nhiên, v trí c nh ho c mép vùng ch t t i, ng
su t s t t d n theo chi u sâu trong n n vì không có t i tr ng tác d ng v
các c nh. Gi ng nh nh ng móng công trình có kích th

t xa h n

c h u h n, t i tr ng s

gi m khá nhanh theo chi u sâu.
N m 1885, Boussinesq đã đ a ra các ph

ng trình tr ng thái ng su t trong

bán không gian đàn h i tuy n tính, đ ng nh t, đ ng h
trung tác d ng vuông góc b m t [2]. Tr s
σZ =

Trong đó:

)
2π ( r + z )

ng su t th ng đ ng khi đó:

(

Q. 3.z 3
2

2

ng khi m t t i tr ng t p

5/2

(2.2)

Q – t i tr ng t p trung
z - chi u sâu c a đi m tính ng su t
r – kho ng cách ngang t đi m đ t l c đ n v trí xét ng su t

Ph

ng trình (2.2) c ng có th vi t nh sau:
σZ =

Q
NB
z2

(2.3)