Đề xuất giải pháp tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều kiện mực nước ngầm cao.

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, công
tác xây dựng cơ bản là một trong những nhiệm vụ quan trọng, nhiều công trình thủy
lợi, thủy điện, giao thông, dân dụng,... được xây dựng. Móng các công trình này
phần lớn có diện tích rộng, đặt sâu dưới mực nước ngầm (MNN) tự nhiên và nhất là
nền đất yếu. Khối lượng xây dựng công trình này thường lớn, thời gian thi công kéo
dài, nên trong quá trình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợi của
nước ngầm. Vì vậy, trong hồ sơ thiết kế thi công cần có giải pháp tiêu nước hiệu
quả để đảm bảo trong suốt quá trình thi công hố móng được khô ráo, thi công công
trình bê tông có chất lượng, dễ dàng và an toàn.
Đào hố móng hoặc làm các công việc trong hố móng ở vùng có mực nước
ngầm cao cần thiết phải có giải pháp tiêu nước và bảo vệ mái hố móng để đảm bảo
an toàn công trình đang thi công và các công trình lân cận, đồng thời đẩy nhanh
được tiến độ thi công.
2. Mục đích của đề tài:
- Đề xuất giải pháp tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều kiện mực
nước ngầm cao.
- Áp dụng thực tế.
3. Phương pháp nghiên cứu:
- Khảo sát phân tích đánh giá các công trình đã và đang xây dựng.
- Tổng hợp, phân tích các tài liệu đã nghiên cứu trong và ngoài nước.
- Xác định những tham số tiêu nước và bảo vệ mái hố móng.
- Đề xuất giải pháp tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều kiện mực
nước ngầm cao.
4. Kết quả dự kiến đạt được:
- Áp dụng thực tế.
- Đưa ra được giải pháp tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều kiện
mực nước ngầm cao.

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TIÊU NƯỚC VÀ BẢO VỆ MÁI HỐ MÓNG
1.1. Sơ lược công tác bảo vệ mái hố móng:
1.1.1. Đặc điểm của hố móng công trình :
Hố móng là loại công trình tạm thời, sự dự trữ về an toàn có thể là tương đối
nhỏ nhưng lại có liên quan với tính địa phương, điều kiện địa chất của mỗi vùng
Công tác hố móng đòi hỏi vận dụng tổng hợp các môn khoa học và kinh nghiệm
thực tế.
Hố móng là loại công trình giá thành cao, khối lượng công việc lớn, kỹ thuật
thi công phức tạp, phạm vi ảnh hưởng rộng, nhiều nhân tố biến đổi, sự cố hay xảy
ra. Đồng thời cũng là trọng điểm để hạ thấp giá thành và bảo đảm chất lượng công
trình. Theo đà phát triển của xã hội, các công trình cao tầng, siêu cao tầng được xây
dựng ngày càng nhiều. Đặc điểm lại thường được xây dựng tại những khu đất hẹp,
đông đúc dân cư, giao thông dầy đặc, điều kiện thi công hố móng khó khăn. Lân
cận công trình thường có các công trình vĩnh cửu, các công trình di tích lịch sử,
nghệ thuật bắt buộc phải được bảo vệ an toàn trong điều kiện chật hẹp. Yêu cầu về
ổn định và chuyển dịch là rất nghiêm ngặt. Tính chất của đất đá thường biến đổi
trong khoảng khá rộng, điều kiện ẩn dấu địa chất và tính phức tạp, tính không đồng
đều của địa chất thuỷ văn thường làm cho số liệu khảo sát có tính phân tán lớn, khó
đại diện cho tình hình tổng thể của các tầng đất, hơn nữa tính chính xác cũng thấp,
dẫn đến tăng thêm khó khăn cho công việc thiết kế và thi công. Đào hố móng trong
điều kiện địa chất yếu, mực nước ngầm cao và các điều kiện hiện trường phức tạp
khác rất dễ sinh ra trượt lở khối đất, mất ổn định hố móng, thân cọc bị chuyển dịch
vị trí, đáy hố móng trồi lên, kết cấu chẵn giữ bị dò nước nghiêm trọng hoặc bị chảy
đất...làm hư hại hố móng, nguy hiểm đến các công trình xây dựng, công trình ngầm
và đường ống ở xung quanh khu vực thi công hố móng.
Công tác hố móng gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau như chắn

đất, chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước, đào móng và xử lý nền... trong đó, một
khâu nào đó thất bại sẽ kéo theo hàng loạt các hệ luỵ. Việc thi công hố móng ở các
hiện trường lân cận như đóng cọc, hạ mực nước ngầm, đào đất... đều có thể gây ra


3

những ảnh hưởng hoặc có tương quan chặt chẽ với nhau, tăng thêm các nhân tố bất
lợi và có thể gây ra sự cố.
Hố móng có thời gian thi công dài, từ khi đào đất đến khi hoàn thành toàn bộ
các công trình kín khuất ngầm dưới mặt đất phải trải qua nhiều lần mưa to, nhiều
lần chất tải, chấn động, thi công có sai phạm ... tính ngẫu nhiên của mức độ mất an
toàn tương đối lớn, sự cố xảy ra thường là đột biến.
1.1.2. Yêu cầu chung của công tác bảo vệ mái hố móng ở vùng mực nước ngầm cao.
Thi công các công trình có hố móng ở vùng có mực nước ngầm cao cần thiết
phải có giải pháp tiêu nước và bảo vệ mái hố móng đảm bảo an toàn công trình
đang thi công và các công trình lân cận, đồng thời đẩy nhanh được tiến độ thi công.
Việc lựa chọn phương án tiêu nước và bảo vệ mái hố móng liên quan mật thiết đến
đặc điểm kết cấu công trình và phụ thuộc vào điều kiện địa chất - địa chất thuỷ văn
của khu vực xây dựng.
Hạ MNN là làm cho mực nước ngầm hạ thấp trong một phạm vi yêu cầu, đến
cao độ nhất định và giữ ổn định ở vị trí đó trong suốt thời gian thi công hố móng
bằng cách hút nước liên tục từ sâu dưới đất ra khỏi khu vực cần hạ MNN.
Khối đất ở trên MNN đã được hạ thấp trở nên khô ráo và có thể đào một
cách dễ dàng. Mái hố móng không còn dòng thấm chảy vào hố móng nên sẽ ổn định
hơn, giúp ta có thể tăng độ dốc mái đào để giảm khối lượng đào móng. Ngoài ra,
việc hạ MNN của tầng nước ngầm có áp ở đáy móng còn có thể tránh được hiện
tượng xói ngầm, bục đáy móng làm phá hủy nền của công trình.
Bởi vậy, hạ MNN là một phương pháp được sử dụng phổ biến để tiêu nước
cho hố móng các công trình thủy lợi, giao thông, dân dụng và công nghiệp có móng

đặt sâu dưới MNN. Đồng thời hạ MNN còn sử dụng để ngăn ngừa các tác động có
hại của nước ngầm đối với nền và mái của hố móng. hạ MNN còn dùng để thoát
nước lâu dài cho các công trình dân dụng, công nghiệp đã xây dựng từ trước.
Trong thực tế việc hạ MNN còn tồn tại nhiều vấn đề như:
Chưa hạ được MNN xuống thấp đến cao trình thiết kế yêu cầu. Mái hố móng
vẫn còn dòng thấm chảy vào hố móng làm sạt lở mái.


4

Thiết bị đắt tiền không được sản xuất và bán rộng rãi, chủ yếu vẫn nhập
ngoại nên việc áp dụng gặp nhiều khó khăn.
Kinh nghiệm lắp đặt và vận hành thiết bị này còn yếu.
Chọn các thông số thiết kế chưa phù hợp với thực tế hiện trường.
Các phương pháp tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều kiện mực
nước ngầm dâng cao có thể chia thành 4 nhóm sau:
a) Bố trí màn chống thấm theo đường viền của hố móng ( cừ, hào bentonite,
các giải pháp phụt vữa tạo màn chống thấm);
b) Tiêu nước cho đất của hố móng bằng các đường hào tiêu nước xung quanh
hố móng;
c) Tiêu nước trên mặt (lộ thiên);
d) Hạ mực nước ngầm bằng hệ thống giếng thường hoặc giếng kim.
1.2. Tổng quan trên thế giới về tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều
kiện mực nước ngầm dâng cao.
Tiêu nước cho các hố móng xây dựng và để ngăn ngừa tác động có hại
của nước ngầm đối với nền và mái hố móng. Ngăn lưu lượng nước ngầm chảy
vào hố móng, tiêu được nước cho đất tại các tầng đào, ngăn ngừa đất mái
móng bị sụt và trượt.
Tại các công trường xây dựng thuỷ công của Liên – xô, phương pháp hạ
nước ngầm lần đầu tiên được áp dụng với quy mô lớn khi xây dựng kênh đào

Matskva ( năm 1933-1937) và chẳng bao lâu sau đó tại các công trường của các
công trình đầu mối Ru-bin-ski và U-glich-ski ( năm 1936-1941). Nhưng tại các
công trường đó đã sử dụng các thiết bị hãy còn chưa hiện đại: giếng không sâu lắm
với các máy bơm ly tâm, máy bơm cần để hạ nước ngầm không quá 4-4,5m và chỉ
sử dụng có tính chất thí nghiệm các máy bơm sâu của nước ngoài loại hiện đại để
giảm mức nước ngầm tới 11m
Tại kênh đào Von-ga Đông mang tên V.I.Lênin đã sử dụng với quy mô lớn
các thiết bị hiện đại có hiệu quả do mình tự sản xuất: các máy bơm sâu để hạ mực
nước ngầm tới 23m và các thiết bị kim lọc để hạ nước ngầm tới 5m. Tất cả trong
các hố móng của 22 công trình thuỷ công trên sông đào Vôn-ga Đông với tổng diện
tích phải tiêu là 84 ha.
Một số công trình thực tế tại Trung Quốc đạt hiệu quả khá tốt


5

Hố móng sâu phức hợp của tháp phát thanh truyền hình Thượng Hải đặt sâu
12,5m diện tích đáy móng khoảng 2700m2, dùng phương pháp giếng kim để tiêu
P

P

nước ngầm.
Hai toà nhà của bệnh viện hữu nghị Trung Nhật, diện tích nhà khoảng
7000m2, cạnh dài lớn nhất là 91,4m, rộng 41,5m sâu -8,86m, mực nước ngầm
P

P

khoảng -1,5 m, tầng chứa nước là đất cát bột nặng, đất bột sét và cát bột, đã dùng

dùng 570 giếng kim phun tạo thành 2 vòng tròn khép kín, hiệu quả hạ mức nước
ngầm rất tốt.
Đại lầu trung tâm Quốc mậu Vũ Hán có diện tích đào 5000m2, sâu -16,8m,
P

P

bố trí giếng kết hợp cả bên trong và bên ngoài hố móng, giếng sâu 42-47m. Áp
dụng phương pháp tăng dần số lượng giếng kim phun nước, hiệu quả hạ mực nước
ngầm rất tốt.
1.3. Tổng quan ở Việt Nam về tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều kiện
mực nước ngầm dâng cao.
Ở Việt Nam khi thi công hố móng và móng công trình đặc biệt là các công
trình thuỷ lợi, thường phải đào móng sâu hơn mực nước ngầm như trạm bơm, móng
nhà máy thuỷ điện, cống tiêu thoát ... Khi thi công hố móng bị ngập nước sẽ hạ thấp
cường độ của đất nền, tính nén lún tăng, công trình bị lún quá lớn, sẽ ảnh hưởng
trực tiếp đến an toàn của công trình. Do đó, khi thi công hố móng cần thiết phải có
biện pháp hạ mực nước và thoát nước tích cực để tránh những tác động bất lợi.
Chúng ta đã áp dụng phương pháp về tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong
điều kiện mực nước ngầm dâng cao khi xây dựng nhiều công trình như: Hố móng
cống Hiệp Thuận (Đập Đáy, Hà Tây), Âu thuyền Cầu Đất (Hải Dương), trạm bơm
Kim Đôi (Hà Bắc), trạm bơm Như Trác, Hữu Bị II (Hà Nam), cống Liên Mạc (Hà
Tây), trạm bơm Tràm (Hải Dương), cống Vân Cốc, hệ thống kênh dẫn cụm công
trình đầu mối Hát Môn - Đập Đáy (Hà Tây), …


6

Hình 1.1.a Hạ thấp MNN cống Hiệp Thuận

Hình 1.1.b Hạ thấp MNN cống Hiệp Thuận


7

Hình 1.2.a Tiêu nước ngầm bằng giếng nhựa ở cống Đập Đáy

Hình 1.2.b Lắp ống nhựa để hạ MNN ở cống Đập Đáy


8

1.4. Những tham số về tiêu nước và bảo vệ mái hố móng.
Để tính toán tiêu nước hố móng, cần phải tính toán một số tham số chính
dưới đây:
+

Chọn phương pháp tháo nước thích hợp cho từng thời kỳ thi công

+

Xác định lưu lượng Q, cột nước H cần bơm để chọn máy bơm phù hợp

+

Bố trí hệ thống tháo nước, thiết bị bơm nước thích hợp cho từng thời kỳ thi công

1.5. Nguyên nhân dẫn đến sự cố và cách khắc phục, xử lý sự cố công trình.
1.5.1. Một số tồn tại .
Những năm qua, việc xây dựng các công trình thuỷ lợi đã góp phần giảm nhẹ

thiên tai, xây dựng cơ sở hạ tầng tạo đà cho các ngành kinh tế phát triển, góp phần
cải thiện môi trường sinh thái.
Ngoài những thành tựu đã đạt được vẫn còn một số tồn tại trong quá trình thi
công đặc biệt là tiêu nước hố móng trong điều kiện mực nước ngầm dâng cao:
-

Chưa hạ được mực nước ngầm xuống thấp đến cao trình thiết kế yêu cầu.

-

Mái hố móng vẫn còn dòng thấm chảy vào hố móng làm sạt lở mái.

-

Thiết bị chủ yếu vẫn nhập ngoại nên việc áp dụng gặp nhiều khó khăn và giá

thành thiết bị còn cao. Trình độ lắp đặt và vận hành thiếu chuyên nghiệp
- Chọn các thông số thiết kế chưa phù hợp với thực tế hiện trường.
Với các công trình có yêu cầu hạ MNN trong quá trình thi công móng sẽ
quyết định cả sự thành bại trong xây dựng, giá thành xây dựng, chất lượng nền, chất
lượng móng và chất lượng công trình.
Dưới đây là một số tồn tại khi tiêu nước ngầm phục vụ thi công móng một
số công trình:
* Trạm Bơm Quế huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam
Thiết kế sử dụng hệ thống giếng kim loại CK-CK kết hợp W4 của Trung
Quốc và ЛUY5 của Liên Xô để hạ MNN xuống thấp hơn đáy móng ít nhất 0,5m (ở
trung tâm móng) để đảm bảo đào móng trong điều kiện khô ráo, mái móng không bị


9

sạt lở. Đỉnh giếng kim được đặt ở cao độ +1,0m sâu hơn mặt đất tự nhiên. Khoảng
cách giữa 2 giếng liền kề nhau là 1,3m. Đáy giếng ở cao độ -7,9m, số giếng là 150
cái, lưu lượng mỗi giếng q=45,12m3/ngđ, cột nước cần hạ H=4,4m (Hình 1.3).
P

P

Toàn bộ các giếng kim được hạ bằng phương pháp xói nước.
MÆt ®Êt tù nhiªn

+1,0
1:2

-3,3

1:2

+0,6 (MNN tr­íc khi h¹ thÊp)
-3,8

MNN æn ®Þnh sau khi h¹ thÊp
-7,9

GiÕng hót n­íc h¹ thÊp MNN

Hình 1.3 Mặt cắt ngang hố móng trạm bơm Quế
Theo thiết kế thì sau 5 ngày vận hành mực nước ngầm trong hố móng
sẽ hạ xuống tới mức -4,1m nhưng thực tế mực nước ngầm ở giữa hố móng là
-1,1m và ở cạnh hàng giếng kim là -1,2m, có nghĩa là mực nước ngầm còn

rất cao so với tính toán.
Trước tình hình như vậy Chủ đầu tư đã cho phép nhà thầu thi công hạ tiếp
thêm 2 giếng thường tại góc trái và phải hố móng bể xả trạm bơm với kích thước có
1,6x1,6m khả năng hút q=2560m3/ngđ, cao trình đáy giếng là -4,0m, xung quanh là
P

P

gỗ kẹp phên rơm để chắn cát chảy. Khi 2 giếng bắt đầu hoạt động kết hợp với hệ
thống giếng kim thì MNN mới xuống dưới cao trình đáy móng.
Việc hạ mực nước ngầm của Trạm bơm Quế bị thất bại là do một số nguyên
nhân sau:
- Giếng kim hoạt động không đạt được lưu lượng thiết kế.
- Khi hệ thống hoạt động, kiểm tra thì có nhiều giếng không lên nước là do
lắp đặt không kín để ống hút mất chân không.
- Khả năng tạo chân không trong toàn hệ thống giếng không đủ theo thiết kế.


10

* Cống Vân Cốc huyện Phúc Thọ, tỉnh Hà Tây
Thiết kế sử dụng hệ thống giếng kim của Trung Quốc chế tạo để hạ mực
nước ngầm xuống thấp hơn đáy móng ít nhất 0,5m (ở trung tâm móng) kết hợp với
hàng cừ vây quanh hố móng ở phía ngoài hàng giếng kim 0,5m để đảm bảo đào
móng trong điều kiện khô ráo.
Khi giếng kim hoạt động nhà thầu thi công bắt đầu đào móng cống nhưng
nước thấm vào nhiều nên không thể tiếp tục thi công được do hạ mực nước ngầm
không đạt yêu cầu, hệ thống giếng hoạt động không hiệu quả.

Hình 1.4. Hố móng cống Vân cốc có hàng cừ vây xung quanh và đã sử dụng hệ

thống giếng kim tiêu nước nhưng không đạt hiệu quả
1.5.2. Những nguyên nhân dẫn đến sự cố
1.5.2.1. Vấn đề quản lý của chủ đầu tư
Chưa chọn được nhà thầu có đủ kinh nghiệm và năng lực thi công hố móng
sâu. Khi giao thầu thiết kế, thi công đã lựa chọn những nhà thầu có giá thấp nhất và


11

thời gian thi công nhanh nhất. Thiết kế quá vội vàng, chưa tính toán thấu đáo, thi
công quá vội vàng không đảm bảo được an toàn tiêu nước hố móng.
Chủ đầu tư không sát sao để nhà thầu chọn lựa, bố trí thiết bị tiêu nước chưa
hợp lý.
1.5.2.2. Vấn đề khảo sát hố móng
Kết quả khảo sát tại hiện trường là cơ sở cho thiết kế tính toán hố móng công
trình, những vấn đề về khảo sát công trình thể hiện ở các mặt sau:
a) Địa chất thuỷ văn
Đơn vị khảo sát coi nhẹ công việc khảo sát địa chất thuỷ văn như: thiếu việc
phân biệt cụ thể các tầng đất chứa nước ngầm khác nhau, hệ số thấm của các tầng
đất thường hay suy dẫn từ các số liệu kinh nghiệm ở địa phương, không làm thí
nghiệm chuyên ngành cụ thể, dẫn đến sai lầm.
Đặc trưng của các tầng chứa nước thì cần có những chỉ dẫn về cấu trúc nham
thạch của các lớp đất ở hiện trường; điều tra độ dày của tầng chứa nước, tính thấm
và lượng nước. Nghiên cứu tính chất của nước ngầm, điều kiện bổ sung và tháo
nước, từ đó đề ra phương án hạ mực nước ngầm hợp lí nhất.
Nước ngầm ảnh hưởng đến hố móng có thể được chia ra làm 3 loại: nước
chứa ở tầng trên, nước ở tầng giữa và nước có áp dưới đáy móng.
Nước ở tầng trên phần nhiều là các tầng thấm nước ít không có mực nước ổn
định, mực nước thay đổi theo thời tiết, từng vị trí khác nhau từng mùa khác nhau thì
mực nước cũng khác nhau. Nước chứa ở tầng trên nói chung có thể xem là tầng

chứa nước thứ nhất của việc hạ mực nước cho hố móng sâu, ở tầng này mực nước
nằm tương đối nông chỉ cần có biện pháp tiêu nước hợp lý.
Nước ở các tầng giữa phân bố trong tầng đất rời rạc, trong các khe nứt của
đất đá thường là nước không áp hoặc nước có áp thấp. Mực nước trong cùng một
vùng thì cơ bản là bằng nhau hoặc biến đổi có quy luật trong một phạm vi nhất
định, lượng nước có thể tiếp nhận nước thấm ở tầng trên và nước chảy ngang cùng
tầng ở tầng này việc xử lý thấm nước không khó khăn nhưng không được coi nhẹ.
Nước có áp phân bố trong các lớp đất rời, trong vùng lòng chảo, nghiêng
dốc, đứt gẫy của đá gốc... Cột nước biến đổi theo vị trí của vùng đất. Nước có áp do


12

có độ sâu lớn, cột nước cao, lượng nước nhiều nên sẽ nguy hiểm đối với đáy của hố
móng sâu, có thể gây ra khó khăn cho việc xử lý nước ngầm.
Những trị số tin cậy của hệ số thấm được lấy từ kết quả thí nghiệm hiện
trường, thí nghiệm hút nước, bơm hoặc rót nước hiện trường ở khu vực thiết kế hạ
mực nước ngầm.
Khi giếng làm việc, môi trường thấm xung quanh giếng thay đổi như đất hạt
mịn, … chuyển động theo dòng thấm đến xung quanh giếng làm tắc ống lọc. Đất
xung quanh giếng dưới tác dụng của áp lực thủy động và tăng trọng lượng nén ép từ
phía trên xuống do rút nước khiến đất chặt hơn, giảm hệ số thấm,…làm giảm khả
năng hút nước của giếng mà thiết kế chưa lường trước được.
b) Vấn đề khảo sát
Không khảo sát thực địa tại hiện trường mà lấy số liệu ở các công trình lân
cận, chưa xác định chính xác hệ số thấm đứng Kđ , và hệ số thấm ngang Kn , các lớp
R

R

R

R

sét, phù sa xen kẹp, độ thô thủy lực,… hoặc tại các vị trí cục bộ có sự thay đổi gây ra
tình trạng những số liệu khảo sát chênh lệch khá xa so với thực tế.
Báo cáo khảo sát bỏ qua không đánh giá về nước ở tầng trên. Do đó, không
làm cho người thiết kế, thi công chú ý. Sau khi đào hố móng, chênh lệch cột nước
giữa trong và ngoài khá lớn, tạo ra thấm nước, trào nước, cát chảy ở thành hố móng,
đất bột, cát bột chảy vào hố, gây ra sụp thành hố móng.
Những báo cáo khảo sát nói chung đặc trưng cho các điều kiện tự nhiên bao
gồm: Những tài liệu về địa hình của khu đất; các mặt cắt địa chất gắn liền với mặt
bằng khu đất xây dựng. Có tách ra các lớp chứa nước và các lớp không thấm, có chỉ
rõ mực nước xuất hiện và ổn định của nước ngầm trong các lỗ khoan hoặc áp lực
trong ống đo của nước ngầm. Thành phần của hạt đất ở các tầng chứa nước; những
chỉ dẫn về các bể chứa nước, các dòng nước lộ thiên hoặc những nguồn nước ngầm
nào khác có thể có ở gần khu đất xây dựng. Những chỉ dẫn về sự dao động của
MNN, các hệ số thấm nước, những chỉ dẫn về thành phần hóa học của nước ngầm
và khả năng ảnh hưởng của nó đối với các thiết bị bơm và lọc.


13

1.5.2.3. Vấn đề thiết kế hố móng
Đơn vị thiết kế tuy có kinh nghiệm và tri thức nhất định nhưng chưa trải qua
nhiều các công việc nghiên cứu, thiết kế chuyên môn , hố móng phức tạp.
Điều tra môi trường xung quanh chưa đầy đủ, chưa tính đến đường ống lân
cận bị rò rỉ, ao, hồ gần hố móng ảnh hưởng bất lợi đối với tiêu nước hố móng.
Ngoài ra mưa, bão cũng gây ra nhiều nguy hại cho hố móng.
Có một số nhà tư vấn thiết kế cho rằng, chỉ cần có số liệu về mực nước ngầm

và hệ số thấm là có thể thiết kế khống chế được nước ngầm rồi còn các vấn đề khác
không quan tâm như các điều kiện về mức độ nằm sâu, bổ sung, dòng đi, dòng đến
của nước ngầm, biến đổi địa chất thuỷ văn trước và sau khi đào, quy luật chuyển
động của nước ngầm, áp lực nước v.v...
Tư vấn thiết kế lấy các thông số của thiết bị chưa phù hợp với điều kiện hiện
trường, thường vượt quá khả năng làm việc của thiết bị như: lưu lượng các giếng,
khoảng cách giữa 2 giếng liên tiếp, độ sâu đặt giếng, …lớn hơn khuyến cáo của nhà
cung cấp thiết bị.
1.5.2.4. Vấn đề thi công hố móng
Nhà thầu thi công năng lực yếu, không chuyên nghiệp, kỹ thuật thấp nên đã
để xẩy ra những tình huống nguy hiểm.
Chất lượng thi công kém do việc trúng thầu với giá rất thấp, đồng thời phải
qua nhiều chi phí không đáng có nên họ không tuân thủ đúng thiết kế, bớt công,
nguyên vật liệu, thi công không đúng thiết kế.
Nhà thầu chọn thời điểm thi công không hợp lý như đang trong mùa mưa, bão nên
mực nước ở các sông sẽ rất cao và lượng nước thấm vào hố móng sẽ rất lơn.
Nhà thầu không có kinh nghiệm trong lắp đặt thiết bị nên lắp chưa chính xác,
làm giảm hoặc mất chân không gây ra giảm hoặc mất khả năng hút nước của các
giếng kim.
Khi máy bơm hoạt động một số kim lọc bị tắc, ống lọc bị tắc do thi công
chưa quan tâm đúng mức đến lớp lọc xung quanh giếng và nhất là ống lọc. Lớp lọc


14

này không có, không đủ dày hoặc thành phần hạt không đúng làm giảm lưu lượng
vào giếng, hệ số thấm theo các phương K đ , Kn khác nhau.
R

R

R

R

Quản lý thi công rối ren trong quá trình thi công hố móng một mặt hút nước
trong hố móng đi. Mặt khác lại cứ xả bừa nước sinh hoạt, nước thi công trên bờ
thành hố móng, làm cho áp lực đất chủ động của kết cấu chắn giữ tăng lên. Trong
thời gian thi công, không quản lý tốt đường ống cấp nước chôn ngầm, ống bị rò
nước, đẩy đất giữa các cọc đi, hoặc nước vào xung quanh hố móng quá nhiều, tải
trọng của kết cấu chắn giữ tăng lên.
Chưa có kinh nghiệm trong quản lý vận hành dẫn đến vận hành không đúng
quy trình. Không phát hiện các hư hỏng cục bộ và xử lý kịp thời dẫn đến hiệu quả
làm việc của các giếng không đều, hiệu suất các giếng thấp làm hệ thống vận hành
không đồng bộ dẫn đến hạ mực nước ngầm không đạt được mong muốn.
1.5.2.5. Vấn đề giám sát hố móng
Tại một số Công ty giám sát ở Việt Nam, quá trình tuyển nhân viên không
đảm bảo yêu cầu. Họ không kịp thời phát hiện ra những sai sót và không kịp thời
báo cho chủ đầu tư biết để xử lý.
Giám sát không kịp thời ngăn chặn những sai phạm của đơn vị thi công, để
cho đơn vị thi công làm bừa, làm ẩu.
1.5.2.6. Vấn đề về thiết bị
Phần lớn thiết bị hạ mực nước ngầm đều phải nhập khẩu, giá thành thiết bị
còn quá cao, không đồng bộ là những khó khăn lớn hiện nay. Trong quá trình sử
dụng dễ bị hư hỏng và việc thay thế thiết bị hư hỏng bằng các thiết bị khác không
đúng chủng loại làm giảm hiệu suất của giếng.
Trong quá trình vận hành, các thiết bị hạ mực nước ngầm không được bảo
dưỡng đúng quy trình nên khi hoạt động sẽ giảm hiệu suất.

15

1.5.3. Cách khắc phục và xử lý sự cố
1.5.3.1. Xử lý sự cố trong quá trình thi công
- Do đặc thù của kỹ thuật khoan giếng trong các lớp đất rời là phải khoan liên
tục để tránh hiện tượng đất trên thành giếng bị sạt lở. Ngay từ lúc khoan phải thay
thế dung dịch bùn đất trong lỗ khoan bằng dung dịch sét thích hợp để bảo vệ thành
lỗ khoan.
- Các công việc thi công giếng cần tiến hành liên tục cho đến khi lắp đặt xong
kết cấu giếng, bơm sục rửa và bơm thử đạt yêu cầu mới kết thúc.
- Trong quá trình thi công cần có các thiết bị kiểm tra, sẵn sàng xử lý sự cố
và các thiết bị theo dõi cần được lắp đặt đúng trình tự theo kết cấu giếng. Các thiết
bị này cũng cần được kiểm tra chặt chẽ trước khi lắp đặt và kiểm tra khả năng hoạt
động sau khi lắp đặt.
- Cần có đội ngũ cán bộ công nhân có kinh nghiệm thi công, lắp đặt và quản lý
vận hành giếng để đảm bảo kín khít, chuẩn xác, phát hiện và xử lý kịp thời các sự cố.
- Mỗi giếng cần có nhật ký theo dõi tình hình hoạt động từ khi thi công đến
lúc hoàn thành công trình và tháo dỡ giếng. Các thông số cần theo dõi là: diễn biến
MNN trong giếng, lưu lượng, độ hạ thấp mực nước, mực nước động, mực nước
tĩnh, sự dao động mực nước theo thời gian bơm, áp lực chân không trong giếng, …
Các máy bơm cần được đặt cố định, chắc chắn, vận hành không gây ra nhiệt độ tăng
quá cho phép, rung động, có tiến ồn, cần luôn luôn theo dõi, bảo dưỡng, sửa chữa
hoặc thay thế kịp thời để giếng làm việc liên tục.
1.5.3.2. Trong quá trình hạ mực nước
Trong quá trình bơm nước giếng bị cát tràn vào nghiêm trọng, công việc bị
gián đoạn. Đó là vì, tầng hút nước đúng vào tầng cát bột mịn, vật liệu lọc cho vào
xung quanh giếng kim không thoả mãn điều kiện lọc ngược

. Một khi xảy ra hiện

tượng này, phải thay ngay vật liệu lọc và lưới lọc để tránh cát ùa vào;
- Đối với giếng kim đã làm xong, chỉ cần rửa sạch bùn và phải ngừng rửa ngay
để tránh cát ùa vào làm sụt lở xung quanh giếng thậm chí ảnh hưởng đến cả mái
dốc của hố móng.


16

- Nếu các giếng kim khác hút nước ngầm với mức độ lớn, lại tiến hành rửa lại
giếng, khi đó do mực nước ngầm đã giảm thấp áp lực nước đã nhỏ đi, cát chảy vào
trong giếng giảm đi mạnh. Nhưng do thời gian làm việc của giếng kéo dài quá, bùn đất
đọng lại trong giếng khá nhiều, không dễ gì rửa sạch được. Khi đó có thể dùng bơm
nước phụt nước sạch xuống đáy giếng để quấy trộn bùn đất lên, đồng thời tranh thủ
ngay thời cơ bùn đất bị quấy trộn ấy để hút bỏ hết đi, rửa đến tầng tự thấm, không
được để còn đọng bùn cát trong giếng làm tắc tầng ngậm nước tự thấm.
- Giếng kim sau khi đã rửa xong dùng vào việc hút nước phải bảo đảm hút liên
tục, không được ngừng lại, bơm lại để tránh làm xáo động tầng cát, làm cho giếng
bị ùa cát lại. Khi cần phải ngừng hút nước thì nên nâng máy bơm lên để tránh bị
chôn lấp máy bơm .
1.5.3.3. Tạo lớp lọc xung quanh giếng
Việc tạo lớp lọc ngược xung quanh giếng để tăng diện tích tiếp xúc của giếng
và môi trường đất có nước ngầm, tăng lưu lượng nước thấm vào giếng, tức là tăng
khả năng hút nước của giếng. Việc tạo lớp lọc này tốt sẽ giúp giảm được sự tắc ống
lọc, đồng thời có thể giảm sự phức tạp của ống lọc, cho phép chúng ta chế tạo ống
lọc không cần đến các lớp lưới thép bọc phía ngoài ống lọc mà hiệu quả lại tăng lên
rõ rệt. Muốn vậy thì cấp phối hạt của lớp lọc quanh giếng hết sức quan trọng, nó
không những phụ thuộc vào thành phần hạt của đất nền mà còn phụ thuộc vào
đường kính các lỗ hút nước trên thân ống lọc.
1.5.3.4 Tạo các hào cát xung quanh giếng
Tạo các hào cát dẫn nước thấm vào xung quanh giếng để nâng cao khả năng

hút nước của giếng. Khi đất chứa nước ngầm có hệ số thấm nhỏ, cần tạo các hào
dẫn nước bằng cát sỏi xung quanh hố móng nối liên thông các giếng để tăng diện
tích thấm nước vào giếng cả theo phương ngang và phương đứng, nhất là khi đất có
hệ số thấm hay địa chất không đều.
Mặt khác, khi muốn thiết kế các giếng thường để hạ MNN thì việc tạo các
hào dẫn nước là rất hiệu quả do tăng diện thoát nước của đất, tăng lưu lượng dẫn
nước vào các giếng và lưu lượng hút của mỗi giếng. Đồng thời độ cong đường bão
hòa cũng giảm, đỉnh cao nhất của đường bão hòa được hạ thấp hơn, tránh được hiện


17

tượng sạt lở, sụt lún và giảm được áp lực nước ngầm xung quanh giếng cũng như hố
móng do ngăn chặn (cắt) dòng thấm đi vào khoảng giữa 2 giếng liền nhau.

Hµo c¸t dÉn n­íc vµo giÕng
(C¸t h¹t th«)

Hµo c¸t dÉn n­íc vµo giÕng
(C¸t h¹t th«)

GiÕng hót n­íc ngÇm

GiÕng hót n­íc ngÇm

a) S¬ ®å HMNN b»ng mét hµng giÕng

b) S¬ ®å HMNN b»ng hai hµng giÕng

Hình 1.5. Sơ đồ bố trí hào cát dẫn nước vào giếng

1.5.3.5. Nâng cao chất lượng của công tác khảo sát
Khảo sát kỹ để phát hiện những vùng có lớp xem kẹp làm giảm khả năng
thấm đứng của nước trong môi trường xung quanh giếng. Ở vùng châu thổ các sông
và nhất là ven sông do sự hình thành đất nền có MNN cao thường do quá trình bồi
đắp kéo dài nhiều năm nên trong quá trình hình thành thường gặp các trận lũ kéo
theo nhiều phù sa tạo thành các lớp xen kẹp trong tầng cát mịn của đất nền. Khi
giếng kim hút nước thì khả năng thấm nước theo phương đứng giảm và tất nhiên
hiệu quả hạ MNN kém. Vì vậy, trước khi hệ thống giếng làm việc cần dùng vòi
nước cao áp chọc thủng các lớp xen kẹp này hoặc có giải pháp phù hợp để K đ ≈Kn .
R

R

R

R

Tại các vị trí cục bộ có thể địa chất thay đổi làm hệ số thấm giảm nhỏ, mà
giếng kim lọc lại đặt đúng vị trí này sẽ bị tắc hoặc giảm hiệu quả tiêu nước.
Cũng có thể có các ống dòng do xói ngầm tạo thành trong phạm vi hố móng,
nếu chúng ta không có biện pháp bịt chúng trước khi hạ MNN thì hiệu quả cũng sẽ
không đạt được.


18

1.5.3.6. Khoanh vùng thấm mạnh
Khoanh các vùng thấm mạnh bằng dung dịch đất sét. Tại các vị trí cục
bộ như: karst, khu vực có nhiều cuội sỏi, phía gần các nguồn cung cấp nước
ngầm (sông, hồ, bể chứa nước,…) cần phải được bịt trước khi hệ thống giếng

kim lọc vận hành.
1.5.3.7. Tường ngăn nước kết hợp hạ MNN
Giải pháp kết hợp tường chắn nước xung quanh phạm vi cần hạ MNN và
tiêu nước ngầm. Để giảm lượng nước ngầm xung quanh thấm ngang vào khu vực
hố móng và nâng cao hiệu quả giảm áp lực nước ngầm của hệ thống giếng kim,
người ta đóng hàng cừ chống thấm, khoan phun dung dịch đất sét, xi măng đất,…
để tạo thành tường chống thấm xung quanh hố móng trước khi hạ hệ thống giếng.
Tất cả các loại tường ngăn nước đó đều có một công dụng chung là không
tiêu nước trong hố móng đã được vây quanh mà chỉ giảm gra-đi-en và giảm nhiều
lưu lượng nước chảy vào hố móng. Mức độ này phụ thuộc vào chất lượng thi công
bản thân tường chống thấm (đặc biệt trong trường hợp gây băng giá, phụt vữa xi
măng, phụt vữa xi-li-cát vào đất), chiều sâu cắm vào trong đất của tường chống
thấm kể từ cao độ đáy hố móng trở xuống, độ kín nước của tường chống thấm, sự
liên kết giữa các tường chống thấm và tầng không thấm nước.
Tường chống thấm làm giảm lưu lượng nước vào hố móng nên việc đào đất
được tiến hành một cách dễ dàng, làm giảm đầu nước của nước ngầm trong đất nền,
giảm sự đe doạ phá huỷ đất mái đào. Ngoài ra, chúng còn làm tăng độ ổn định của
các mái đê quai và hố móng, do đó có thể đào các mái này dốc hơn.
Các tường chống thấm không có khả năng chống tác động của nước ngầm ở
đáy móng công trình. Vì vậy cũng cần bố trí thêm hệ thống tiêu nước hoặc hạ
MNN. Ngoài ra, khi các ván cừ hoặc các lỗ khoan để thi công tường chống thấm
cắm vào tầng chống thấm, sự nguy hiểm phá huỷ nền công trình lại tăng lên.


19

a) Tường ngăn bằng cừ chống thấm:
Việc sử dụng các hàng cừ chống thấm vây xung quanh hố móng không
những để ngăn hố móng với các sông hồ (đóng vai trò đê quai) mà còn giảm nước
ngầm thấm vào hố móng. Phương pháp này được áp dụng rất rộng rãi vì:

+ Cừ chống thấm có thể sử dụng để bịt kín bất kỳ lớp kẹp nào kể cả những
lớp mỏng nhất mà phương pháp lọc nước ngầm chưa chắc đã giải quyết được.
+ Tường ngăn nước bằng cừ chống thấm cho phép thực hiện sự nối tiếp chắc
chắn với tầng không thấm nước, có thể hạ cừ xuống tới tầng không thấm nước và
cắm ngập một phần vào tầng đó.
+ Khi vận hành các tường bằng cừ chống thấm không đòi hỏi phải có đường
ống hoặc thiết bị gây khó khăn hoặc gây chật chội cho quá trình thi công trong hố
móng và cũng không đòi hỏi phải phục vụ năng lượng hoặc cung cấp bổ sung.
+ Các tường ngăn này có thể thi công một cách rất nhanh chóng. Ngoài ra
khi thi công không đòi hỏi phải có các thiết bị chuyên môn gì ngoài búa máy hoặc
búa rung, chúng có thể thi công được bằng các cần trục dùng tại công trường để đổ
bê tông, đặt cốt thép, ván khuôn, ....
+ Việc tháo dỡ các tường ngăn loại này rất đơn giản và có thể thực hiện được
bằng cùng một loại thiết bị đã sử dụng để hạ cừ như cần trục và búa rung. Ngoài ra,
có thể sử dụng lại các ván cừ này vào việc tiếp theo (thông thường khoảng 70÷75%
tổng số ván cừ).
Các tường ngăn bằng cừ có thể sử dụng đồng thời làm tường chắn đất nên sử
dụng tại các hố móng có diện tích nhỏ hoặc chiều rộng không lớn lắm hoặc tại các
khu vực riêng biệt, sâu nhất của hố móng. Khi toàn bộ diện tích khu vực bị quây có
thể khống chế được bởi các cần trục đặt trên mép hố móng và khi có thể giảm được
một cách cơ bản khối lượng đào và đắp đất hoàn thổ.


20

b) Tường ngăn bằng cách phụt các loại hồ vào các kẽ hổng hoặc các vết
nứt của nham thạch
Tường ngăn được tạo nên tường ngăn bằng cách phụt các loại vữa xi măng,
đất sét, bi-tum, vữa chống thấm sika và vữa si-li-cát vào các kẽ hổng, các vết nứt
của nham thạch hoặc các kẽ hổng của đất.

Phương pháp phụt hồ xi măng được sử dụng để bịt kín các vết nứt nẻ rộng từ
0,15m m trở lên trong các nham thạch cứng và các kẽ hổng trong đất sỏi. Điều kiện
bắt buộc để phụt hồ xi măng có hiệu quả là tôc độ thấm không được quá lớn, vì nếu
tốc độ lớn thì hồ xi măng bị nước cuốn lôi đi ra khỏi phạm vi cần bịt kín trước khi
nó bị ninh kết.
Phương pháp phụt hồ đất sét được sử dụng khi khi vết nứt lớn và khi trong
nham thạch có hang, hốc không đầy nước ( vùng các-xtơ trong đá vôi), để tiết kiệm
xi măng người ta xử dụng đất sét.
Phương pháp phụt bi-tum nóng được sử dụng khi các bịt kín các vết nứt và
các hang, hốc không lớn các vết nứt không bé hơn 1mm, các vết nứt nhỏ hơn sẽ
không được bịt kín.
Phương pháp phụt hồ si-li-cat trong đất cát với hệ số thấm không quá
80m/ngày đêm trong những trường hợp cá biệt khối lượng không lớn.
c) Đánh bí các loại đất sỏi - cát:
Trong nhiều trường hợp, để giảm nước thấm vào hố móng trong nền cát sỏi,
người ta tiến hành tạo tường chống thấm bằng cách đổ đất sét xốp hoặc á-sét vào
trong nước.
1.5.3.8. Bố trí hệ thống giếng kim hợp lý
Với những vùng thay đổi hệ số thấm K. Tại các vị trí đất nền có hệ số thấm
cao, vị trí gần các nguồn cung cấp nước ngầm như sông, hồ, ao, bể chứa nước, …Nên
bố trí hệ thống giếng kim dày hơn hoặc có khả năng thu nước lớn hơn và ngược lại.


21

1.6. Biện pháp thi công giếng kim
Có rất nhiều biện pháp thi công giếng kim đã được sử dụng nhưng thông
dụng nhất là 2 biện pháp là khoan tạo lỗ và xói nước. Dưới đây là nguyên lý và các
chú ý khi thi công hạ giếng.
1.6.1. Biện pháp xói nước

Đây là biện pháp chủ yếu để hạ giếng kim. Máy bơm đẩy nước cao áp vào
trong thân ống, van bi bị nước đẩy xuống và nước sẽ chui vào qua đáy ống ra ngoài,
rồi theo mặt ống ra ngoài mà đi ngược lên trên làm cho đất ở đáy và xung quanh
ống lọc bị xói, tan rã và đi theo nước lên phía trên. Dưới tác dụng của trọng lượng
bản thân, ống kim lọc tụt dần xuống tới độ sâu thiết kế. Sau đó đổ xung quanh ống
kim lọc cát to hạt và sỏi đến vị trí cao hơn MNN, làm thành lớp lọc ngược. Khi đổ
cát vẫn phải bơm nước để duy trì thành lỗ khoan, sao cho các hạt cát vẫn có thể lắng
xuống được mà vách đất vẫn không bị sụt. Trên miệng lỗ người ta phải lèn đất sét
để giữ không cho không khí lọt qua lớp cát to hạt vào ống lọc.
1.6.2. Biện pháp khoan tạo lỗ
Phương pháp này tương đối phức tạp, đòi hỏi trình độ kỹ thuật thi công cao,
lành nghề, có dây chuyền công nghệ thi công chặt chẽ. Hạ giếng bằng phương pháp
này thì hiệu quả làm việc của giếng rất tốt, tuy nhiên giá thành để hạ giếng đắt hơn
so với phương pháp xói nước nên chỉ dùng khi thi công các giếng sâu và quan trọng
để hạ MNN lâu dài cho công trình hoặc để khai thác nước ngầm phục vụ dân sinh.
Nội dung dây chuyền thi công gồm:
-

Xác định vị trí giếng.

-

Khoan hạ giếng.

-

Khoan mở rộng giếng.

-

Làm sạch giếng.

-

Lắp đặt kết cấu giếng.

-

Tạo lớp lọc xung quanh giếng.

-

Bơm thổi rửa giếng.

-

Bơm kiểm tra.

-

Lắp đặt hệ thống máy bơm.

-

Bơm hút thử kiểm tra lưu lượng đơn vị mỗi giếng.


22

Kết luận chương 1

Tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều kiện mực nước ngầm dâng cao
nếu được giải quyết một cách hợp lý sẽ tạo điều kiện tốt để tăng năng suất lao động.
Để sử dụng máy móc thi công một cách hiệu quả, đảm bảo chất lượng công trình và
hạ giá thành xây dựng.
Quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện thường gặp rất nhiều
khó khăn bởi điều kiện tự nhiên. Một trong các khó khăn đó là việc xử lý hố móng
công trình trong điều kiện mực nước ngầm dâng cao. Tuy nhiên, nhờ có khoa học
kỹ thuật và công nghệ phát triển , nên công tác tiêu nước và bảo vệ mái hố móng
cũng có nhiều thành tựu đáng kể. Nhiều loại máy móc thiết bị và công nghệ tiên
tiến đã được áp dụng vào thi công, nhiều công trình quan trọng , quy mô lớn đã được
thi công an toàn .
Tiêu nước và bảo vệ mái hố móng trong điều kiện mực nước ngầm dâng cao
tại Việt Nam đã được áp dụng từ lâu nhưng cho đến nay nhiều công trình khi thi
công vẫn chưa đạt được hiệu quả mong muốn.
Vì vậy, việc tiếp tục và thường xuyên nghiên cứu các phương pháp tiêu
nước, áp dụng các giải pháp công nghệ phù hợp trong xây dựng luôn luôn cần thiết.


23

CHƯƠNG 2: NHỮNG GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ BẢO VỆ MÁI HỐ
MÓNG TRONG ĐIỀU KIỆN MỰC NƯỚC NGẦM DÂNG CAO:
2.1. Ảnh hưởng của mực nước ngầm đối với hố móng công trình.
2.1.1. Ảnh hưởng của nước ngầm tới mái hố móng:
Nguyên nhân chính làm sụt lở mái đào thường là do nước ngầm và nước mặt,
nước làm cho mái bị biến dạng: nước làm cho khối đất ở mái trở nên nặng hơn. Do
đó làm tăng nguy cơ trượt mái, nước làm giảm lực ma sát và lực dính của đất, nước
làm cho đất bị mềm ra và tác động như chất bôi trơn ở các bề mặt tiếp giáp giữa
từng lớp đất (đá mác – nơ, đá phấn, đất sét, á – sét). Nước gây áp lực thuỷ động vào
đất, làm giảm độ ổn định của mái ( khi có dòng thấm từ trong mái ra) và của nền mái

( khi tiêu nước hố móng và khi có nước áp lực), nước phá hoại các mái khi có dòng
chảy mặt và khi có dòng thấm nước ngầm từ trong mái ra ( xói ngầm ).
Có trường hợp, mái sụt lở thường xảy ra do lớp đất này kẹp với lớp đất khác,
khi chúng có độ sệt khác nhau. Hiện tượng kẹp đó xảy ra theo các lớp kẹp rất mỏng,
không thể nhìn thấy trong quá trình khảo sát địa chất thông thường. Đôi khi các lớp
kẹp thấm nước đó lại nguy hiểm hơn cả các lớp dầy hơn, các lớp này thường lại có
tác dụng tiêu nước và làm cho khối đất ở phía trên chúng được khô ráo. Các lớp kẹp
mỏng làm cho vùng tiếp giáp giữa các lớp đất bị ướt và làm giảm lực ma sát và lực
dính tại nơi đó.
Khi thi công, nếu hố móng bị ngập nước sẽ hạ thấp cường độ của đất nền,
tính nén lún tăng lên, công trình sẽ bị lún quá lớn, tạo ra lún phụ thêm của móng.
Điều đó sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn của công trình xây dựng.
2.1.2. Ảnh hưởng của MNN tới lớp đất nền của đáy móng
Khi tiêu nước hố móng thường hay xảy ra hai trường hợp hư hỏng nền như sau:
- Trường hợp 1: độ dốc thuỷ lực ( gradien thuỷ lực) của dòng thấm dưới nền vượt
quá cho phép của đất nền dẫn đến xói ngầm.
Hiện tượng xói ngầm là hiện tượng đất nền bị dòng nước thấm lôi cuốn đi.
Hiện tượng này chỉ xuất hiện trong những đất rời hoặc ít dính như đất cát, cát pha
sét. Lúc đầu những hạt đất nhỏ bị cuốn đi và khi lưu tốc tăng thì những hạt đất lớn


24

hơn cũng bị lôi cuốn đi, còn lại một cơ cấu đất tơi xốp. Nền đất này rất dễ lún, hoặc
có những đường nước thấm tập trung, làm suy yếu từng vùng đất,… Mức độ xói
rỗng và phá hoại cơ cấu đất nền càng tăng, khi chiều sâu hố móng càng sâu so với
MNN và cường độ bơm nước ra khỏi hố móng càng lớn.
* Hiệu quả của các giải pháp ngăn ngứa xói ngầm được đánh giá bởi gradien
thuỷ lực của dòng thấm tại phần nước thấm vào hố móng: J ra =

∆H
∆L

- Trường hợp 2: Bục nền
* Hiện tượng bục nền là hiện tượng lớp đất nền dưới đáy hố móng không đủ
chiều dày bị mất ổn định hoàn toàn do nước ngầm có áp từ dưới đẩy ngược lên.
Nước ngầm có áp thường hay gặp khi xây dựng các công trình thủy lợi ở
miền ven sông, ven biển, ven các nguồn chứa nước.
Điều kiện nền công trình không bị nước ngầm có áp phá bục nền có thể biểu
diễn bằng bất đẳng thức :
H.γ ≤ h n . γ + h đ. γ đ
R

Trong đó:

R

R

R

R

(2.2)

R

H – Cột nước áp lực(m).
h n – Chiều dày lớp nước trên đáy hố móng(m).
R

R

h đ – Chiều dày lớp đất không thấm dưới đáy hố móng(m).
R

R

γ và γđ – Dung trọng của nước và dung trọng đẩy nổi của đ ất (T/m3).
R

R

P

P

MNN

H
hn
h®

Líp ®Êt kh«ng thÊm

C¸t
Nước có áp
Hình 2.1 Nước ngầm có áp tác dụng lên lớp đất
không thấm ở đáy móng có thể gây bục đáy hố móng

25

Muốn ngăn ngừa hiện tượng xói ngầm và bục đáy móng do nước ngầm
người ta áp dụng những biện pháp bảo vệ nền bằng cách dùng các giếng kim giảm
áp. Biện pháp kéo dài đường nước thấm thông thường bằng cách quây toàn bộ hố
móng hoặc phần sâu nhất của móng bằng cừ thép, biện pháp bố trí màn chống thấm
xung quanh hố móng bằng các giải pháp khác nhau như hào bentonite, khoan phụt
tạo màng chống thấm.
Khi đào móng phát hiện thấy hiện tượng có dòng xói mạnh từ đáy móng phải
xử lý ngay bằng cách đổ cuội sỏi vào. Khối sỏi đổ lên trên mạch nước có nhiệm vụ
thoát nước và giảm áp. Trong trường hợp cát hoặc á – cát ở nền công trình bị các
mạch nước phá huỷ, có thể sử dụng các thiết bị kim lọc để thoát nước và giảm áp.
Trong những trường hợp đất bùn, đất dính có thể thay thế đất đã bị các mạch nước
làm xốp ra hoặc đất không thể sử dụng làm nền công trình bằng cách đổ cát thay thế
rồi nén chặt bằng phương pháp thông thường hoặc bằng kim lọc.
2.2. Các phương pháp cơ bản tiêu nước và bảo vệ mái hố móng.
Có hai phương pháp tiêu nước hố móng cơ bản là tiêu nước trên mặt và hạ
thấp mực nước ngầm.
2.2.1. Phương pháp tiêu nước mặt
2.2.1.1. Điều kiện áp dụng:
- Hố móng nằm ở tầng đất hạt thô, hệ số thấm lớn.
- Dưới đáy hố móng không có tầng nước ngầm áp lực hoặc đáy hố móng cách
tầng nước ngầm áp lực với chiều dày đủ lớn để không sinh hiện tượng nước đẩy ngược.
- Thích hợp với phương án đào móng theo từng lớp.
2.2.1.2 Ưu nhược điểm:
Ưu điểm: phương pháp này đơn giản, rẻ tiền
Nhược điểm: Thoát nước bằng phương pháp này không thể hoàn toàn ngăn
được hiện tượng cát chảy, đồng thời với việc nước ngầm ào ào vào trong hố móng,