Nghiên cứu ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định công trình lân cận

Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------

NGUYỄN CÔNG KHANH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỐ ĐÀO SÂU
ĐẾN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH LÂN CẬN

CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ SỐ NGÀNH: 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2007


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

-------------------

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN XUÂN THỌ

CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: ……………………………………………………...

CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: ………………………………………………………

Luận văn thạc só được bảo vệ tại

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, Ngày 06 tháng 09 năm 2007


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
-------------------------------------------

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
---------------------------------------------

Tp HCM, ngày tháng năm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGUYỄN CÔNG KHANH
Ngày, tháng, năm sinh: 04/05/1982
Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Phái
: Nam
Nơi sinh : Đồng Tháp
MSHV : 00905220

I- TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỐ ĐÀO SÂU ĐẾN ỔN ĐỊNH CÔNG
TRÌNH LÂN CẬN.
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
1- Nhiệm vụ:
Nghiên cứu ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định công trình lân cận.

2- Nội dung:
Chương 1: Giới thiệu.
Chương 2: Tổng quan về hố đào sâu.
Chương 3: cơ sở lý thuyết tính toán ổn định và biến dạng của hố đào sâu được chắn
giữ bằng tường liên tục.
Chương 4: Phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định công trình lân cận.
Chương 5: Kết luận và kiến nghị.

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

: ngày

tháng

năm 2007

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ

: ngày

tháng

năm 2007

V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

: TS. TRẦN XUÂN THỌ.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS. TRẦN XUÂN THỌ

CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH

TS. VÕ PHÁN

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

Ngày 05 tháng 07 năm 2007
TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH

TRƯỞNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH


LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành được luận văn thạc só, bên cạnh sự nổ lực
của bản thân tác giả còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cô,
cũng như sự động viên của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian
thực hiện luận văn.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy T.S Trần Xuân Thọ,
người đã tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt thời gian thực hiện
luận văn này.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể Quý thầy cô, đặc
biệt là Quý thầy cô trong Bộ môn Địa Cơ – Nền Móng đã tận tình
truyền đạt những kiến thức quý báo, cũng như tạo mọi điều kiện thuận
lợi để tác giả hoàn thành luận văn trong suốt thời gian vừa qua .
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những người đã
không ngừng động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong
suốt thời gian tác giả thực hiện luận văn.
Xin bày tỏ lòng biết ơn đến bạn bè, những người đã động viên tác

giả trong thời gian vừa qua.


TÓM TẮT LUẬN VĂN
TÊN ĐỀ TÀI: “ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỐ ĐÀO SÂU ĐẾN
ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH LÂN CẬN”
TÓM TẮT:
Việc xây dựng những công trình có hố đào sâu trong điều kiện phải
xây chen giữa các công trình khác đòi hỏi những người làm công tác thiết kế và
thi công phải dự tính được chuyển vị của kết cấu chắn giữ, phạm vi và mức độ
ảnh hưởng do việc thi công hố đào sâu gây ra cho những công trình lân cận.
Vì vậy, tác giả đã tiếp cận đề tài luận văn: “ Nghiên cứu ảnh hưởng
của hố đào sâu đến ổn định công trình lân cận” và chọn phương pháp phần tử
hữu hạn để phân tích các vấn đề sau:
1. Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu được thi công
bằng biện pháp top-down trong quá trình thi công.
2. Thiết lập biểu thức và biểu đồ quan hệ chuyển vị ngang cực đại
của tường theo chiều sâu đào đất; giữa chuyển vị ngang cực đại của tường chắn
với bán kính ảnh hưởng do việc thi công hố đào gây ra theo từng giai đoạn thi
công hố đào.
3. Phân tích ảnh hưởng của quá trình thi công hố đào sâu đến ổn
định công trình lân cận. Thiết lập biểu thức và biểu đồ quan hệ giữa độ lún của
móng công trình lân cận do thi công hố đào gây ra với chiều sâu đào đất (như
một tỉ lệ với chiều sâu của tường) trong quá trình thi công hố đào.
4. Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu tường cắm vào đất đến
chuyển vị của tường chắn và chuyển vị của đất nền xung quanh hố đào. Từ đó
đưa ra giải pháp hạn chế chuyển vị của tường và đất nền xung quanh hố đào,
đảm bảo sự ổn định cho những công trình lân cận.
Từ những kết quả phân tích, tác giả đưa ra những biểu thức quan hệ để
dự tính bán kính ảnh hưởng, độ lún của những công trình lân cận, cũng như chọn

được chiều sâu tường cắm vào đất hợp lý cho những công trình hố đào sâu có địa
chất tương tự.


SUMMARY OF THESIS
NAME OF THESIS: “ STUDY ON THE EFFECT OF DEEP
EXCAVATION ON STABILITY OF SURROUNDING CONSTRUCTIONS”
SUMMARY:
Constructing deep excavation in parenthetic condition demands civil
Engineers calculate displacement of diagram wall and effect of constructing
deep excavation on surrounding constructions.
Hence, the thesis: “ Study on the effect of deep excavation on stability
of surrounding constructions” have been choosen to analyse problems:
1. Analysing stability and displacement of excavation constructed
by top-down method.
2. Establishing relationship between maximum
displacement and radius of effect of constructing deep excavation .

horizontal

3. Analysing effect of constructing deep excavation to stability of
surrounding constructions and establish relationship between settlement of
foundation and depth of excavation.
4. Analysing effect of depth of wall in soil to displacement of wall
and arround soil excavation. Therefrom, choose solution to restrict displacement
of wall and arround soil excavation.
From analysis, author will propose expressions to calculate radius of
effect, settlement of foundation for similar excavation constructions.

MỤC LỤC
Chương 1: Giới thiệu

1

Chương 2: Tổng quan về hố đào sâu
2.1 Tổng quan về hố đào sâu

4

2.2 Giới thiệu một số công trình hố đào sâu

6

2.2.1 Trên thế giới

6

2.2.2 Ở Việt Nam
2.2.2.1 Cao ốc Fideco

6

2.2.2.2 Cao ốc văn phòng – thương mại Golden Tower

9

2.2.2.3 Công trình trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè

10

2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị của đất quanh hố đào sâu

12

2.4 Giới thiệu về công trình được tiếp cận trong đề tài – Công trình
nhà điều hành sản xuất công ty điện lực Tp.HCM

13

2.5 Một số nghiên cứu về hố đào sâu

18

Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán và kiểm tra ổn địnhcủa hố đào sâu
3.1 Lý thuyết tính toán áp lực đất lên kết cấu chắn giữ của hố đào sâu

19

3.1.1 Phân loại áp lực ngang của đất

19

3.1.2 Lý thuyết Morh – Rankine

20

3.1.3 Lý thuyết Coulomb

24

3.1.4 Lý thuyết cân bằng giới hạn điểm

26

3.1.5 Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường đến áp lực đất

27

3.2 Phương pháp tính toán áp lực nước lên kết cấu chắn giữ của hố
đào sâu (tường liên tục).

30

3.2.1 Phương pháp tính riêng áp lực nước và đất

30

3.2.2 Phương pháp tính chung áp lực nước và đất

31

3.3 Phương pháp tính toán kết cấu chắn giữ của hố đào sâu (tường liên
tục).
3.3.1 Phương pháp Sachipana (Nhật).

31

3.3.2 Phương pháp đàn hồi

34

3.3.3 Phương pháp phần tử hữu hạn

37


3.4 Phương pháp kiểm tra ổn định của hố đào sâu.

37

3.4.1 Kiểm tra ổn định chống trồi của hố đào

37

3.4.1.1 Phương pháp Terzaghi – Peck

37

3.4.1.2 Phương pháp Caquot và kerisel

39

3.4.1.3 Phương pháp tình ổn định chống trồi đáy hố theo
Goh (1994).

40

3.4.1.4 Tính ổn định chống trồi theo quy trình hố móng
Thượng Hải.

42

3.4.2 Kiểm tra ổn định chống chảy thấm của hố đào.
3.4.2.1 Kiểm tra ổn định chống phun trào.

43

3.4.2.2 Kiểm tra ổn định chống cột nước có áp.

43

3.5 Phương pháp dự tính tính dịch chuyển của đất hay công trình
gần hố đào.
3.5.1 Phương pháp kinh nghiệm

44
44

3.5.1.1 Phương pháp của Peck (1969)

44

3.5.1.2 Phương pháp của Clough và Mana (1981)

45

3.5.2 Phương pháp bán kinh nghiệm
3.5.2.1 Phương pháp Caspe ( 1966 ) và Bowles ( 1988 ).

45

3.5.2.2 Phương pháp của Bauer ( 1984 ).

46

3.5.2.3 Phương pháp của Moscomarchitextura (1999)

47

3.5.3 Các phương pháp số.
3.6 Nhận xét

51
52

Chương 4: phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định công trình
lân cận
4.1. Đặt vấn đề.

53

4.2. Phương pháp tính toán.

53

4.3. Mô tả đặc điểm và địa chất của công trình tiếp cận
4.3.1 Các đặc điểm cơ bản của công trình

54

4.3.2 Địa chất công trình.

55

4.4. Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu bằng phần
mềm Plaxis version 8.2

57


4.4.1 Trình tự các bước thi công của hố đào sâu

57

4.4.2 Các thông số đưa vào tính toán.

57

4.4.2.1 Các thông số của tường chắn

57

4.4.2.2 Các thông số của sàn tầng hầm

57

4.4.2.3 Các thông số của thép hình

57

4.4.2.4 Các thông số về địa chất

58

4.4.2.5 Các thông số của cọc khoan nhồi

58

4.4.3 Phân tích biến dạng và nội lực của hố đào theo từng giai
đoạn thi công

59

4.4.3.1 Kết quả tính toán

59

4.4.3.2 Phân tích kết quả tính toán

70

1. Biến dạng của tường chắn.

70

2. So sánh kết quả tính toán với kết quả quan trắc thực tế

75

4.5. Phạm vi ảnh hưởng do thi công hố đào gây ra.

76

4.6. Phân tích ảnh hưởng của quá trình thi công hố đào sâu đến công
trình lân cận

80

4.6.1 Phân tích ảnh hưởng của quá trình thi công hố đào sâu đến
công trình lân cận có móng là móng sâu.

80

4.6.1.1 Kết quả tính toán

83

4.6.1.2 Phân tích kết quả tính toán và nhận xét

86

4.6.2 Phân tích ảnh hưởng của quá trình thi công hố đào sâu đến
công trình lân cận có móng là móng nông.

88

4.6.2.1 Kết quả tính toán.

89

4.6.2.2 Phân tích kết quả tính toán và nhận xét.

90

4.7. Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu tường cắm vào đất đến chuyển
vị của tường chắn và chuyển vị của đất nền xung quanh hố đào.

4.7.1 Kết quả tính toán
4.7.2 Phân tích kết quả tính toán và nhận xét.
4.8. Nhận xét
Kết luận và kiến nghị

92
92
100
102
103


Chương 1

GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề.
Hiện nay, rất nhiều công trình cao tầng có tầng hầm và những công trình
ngầm đã được xây dựng ở khắp nơi trên thế giới, cũng như ở Việt Nam. Việc
xây dựng những công trình này dẫn đến sự xuất hiện hàng loạt kiểu hố đào sâu,
cũng như các biện pháp chắn giữ nhằm ổn định thành vách hố đào trong quá
trình xây dựng công trình.
Vì vậy, trong từng điều kiện thi công cụ thể của mỗi công trình chúng ta

phải đưa ra biện pháp chắn giữ thành vách và biện pháp thi công hố đào phù
hợp. Đặc biệt, trong điều kiện công trình phải xây chen giữa các công trình khác,
chúng ta phải đặc biệt chú ý đến ảnh hưởng của việc thi công hố đào đến các
công trình lân cận.
Do đó, để xây dựng được những công trình có tầng hầm bên dưới công
trình hay những công trình ngầm trong điều kiện thi công tương đối khó khăn
như phải xây chen giữa các công trình khác, các nhà thầu thiết kế và thi công
cần phải xem xét đến các vấn đề thiết yếu sau:
- Chọn giải pháp chắn giữ phù hợp để hố đào được ổn định trong quá
trình thi công.
- Khống chế chuyển vị của tường chắn, tránh gây ảnh hưởng đến các
công trình lân cận.
- Biện pháp và thiết bị quan trắc sự dịch chuyển của tường chắn.
- Dự tính phạm vi và mức độ ảnh hưởng đến các công trình lân cận do
dịch chuyển của tường chắn,…
Trong tương lai, tại các thành phố lớn ở nước ta sẽ có rất nhiều công trình
cao tầng có tầng hầm bên dưới và những công trình ngầm được xây dựng trong
điều kiện phải xây chen, rất khó khăn cho việc thi công.
Vì vậy, để giải quyết được một phần nhỏ các vấn đề nêu trên, tác giả đã
tiếp cận các số liệu của công trình Nhà điều hành sản xuất Công ty Điện lực Tp
HCM, một công trình phải xây dựng trong điều kiện xây chen, tương đối khó
khăn cho việc thi công để thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của hố
đào sâu đến ổn định công trình lân cận”.
1.2 Mục đích nghiên cứu.
1. Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu được thi công bằng
biện pháp top-down trong quá trình thi công.


2
2. Xác định phạm vi ảnh hưởng do hố đào sâu gây ra cho công trình lân

cận trong quá trình thi công.
3. Phân tích ổn định của những công trình lân cận do quá trình thi công
hố đào sâu gây ra.
4. Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu tường cắm vào đất đến chuyển vị
của tường chắn và chuyển vị của đất nền xung quanh.
1.3 Ý nghóa và giá trị thực tiễn của đề tài
1. Đánh giá ổn định và biến dạng của hố đào sâu được thi công bằng
biện pháp top-down.
2. Thiết lập được biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị cực đại của kết cấu
chắn giữ của hố đào sâu với bán kính ảnh hưởng do chuyển vị đó gây ra trong
quá trình thi công hố đào sâu.
3. Thiết lập được biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị cực đại của tường với
độ lún của công trình lân cận nằm trong vùng ảnh hưởng của hố đào và biểu
thức quan hệ giữa độ lún của công trình lân cận với chiều sâu đào đất. Từ đó xác
định được mức độ ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định của công trình lân cận.
4. Thiết lập quan hệ giữa chiều sâu tường cắm vào đất với chuyển vị của
tường chắn và đất nền xung quanh. Đưa ra giải pháp hạn chế ảnh hưởng do việc
thi công hố đào sâu gây ra đến ổn định công trình lân cận.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu các mục đích nêu trên, tác giả đã lựa chọn các
phương pháp nghiên cứu sau:
1. Nghiên cứu về lý thuyết: Cơ sở lý thuyết về tính toán và kiểm tra ổn
định, biến dạng của hố đào sâu
- Lý thuyết tính toán tường chắn liên tục trong đất.
- Lý thuyết kiểm tra ổn định của hố đào sâu.
- Lý thuyết tính toán chuyển vị của đất quanh hố đào sâu.
2. Mô phỏng: sử dụng phần mềm Plaxis để phân tích ổn định và biến
dạng của hố đào sâu trong quá trình thi công; xác định phạm vi và mức độ ảnh
hưởng do hố đào sâu gây ra cho công trình lân cận.
1.5 Nội dung nghiên cứu

Chương 1: Giới thiệu.
Chương 2: Tổng quan về hố đào sâu.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán và kiểm tra ổn định của hố đào sâu.


3
Chương 4 : Phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định của công trình
lân cận.
Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn - phần mềm Plaxis version 8.2 để
phân tích các vấn đề sau:
1. Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu trong quá trình thi
công.
2. Phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến ổn định công trình lân cận
2.1 Thiết lập biểu đồ và biểu thức quan hệ giữa chuyển vị của kết
cấu chắn giữ của hố đào sâu và bán kính ảnh hưởng do chuyển vị đó gây ra.
2.2 Phân tích ổn định của công trình lân cận do việc thi công hố đào
sâu gây ra. Thiết lập biểu đồ và biểu thức quan hệ giữa chuyển vị của tường
chắn với độ lún của công trình lân cận và biểu thức quan hệ giữa độ lún của
công trình lân cận với chiều sâu đào đất.
2.3 Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu tường cắm vào đất đến
chuyển vị của tường chắn và chuyển vị của đất nền xung quanh.
Chương 5: Kết luận và kiến nghị.
Từ những kết quả phân tích sẽ rút ra những kết luận và kiến nghị cho
hướng nghiên cứu tiếp theo.
1.6 Hạn chế của đề tài.
1. Trong đề tài này, chỉ tập trung nghiên cứu những vấn đề của hố đào
sâu được chắn giữ bằng tường liên tục.
2. Chưa xét đến sự thay đổi độ bền chống cắt của đất trong suốt quá trình
thi công hố đào sâu.

4
Chương 2

TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU
2.1.

Tổng quan về hố đào sâu

Cùng với sự phát triển của cơ sở hạ tầng của đô thị, ngày càng nhiều công
trình hố đào được xây dựng với nhiều mục đích khác nhau, từ đơn giản cho đến
phức tạp, như: Hệ thống cấp thoát nước, hệ thống bể chứa và xử lý nước thải, bãi
đậu xe ngầm, ga và đường tàu điện ngầm, tầng hầm dưới các nhà cao tầng,…
Căn cứ vào điều kiện hiện trường và chiều sâu đào, hố đào có thể được
chia thành hai loại:
- Hố đào nông: khi chiều sâu đào không quá 5(m).
- Hố sâu sâu: khi chiều sâu đào lớn hơn 5(m). Tuy nhiên, trong một số
trường hợp chiều sâu đào của hố móng nhỏ hơn 5 (m) nhưng phải thi công trong
điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn tương đối phức tạp thì vẫn
phải ứng xử như hố đào sâu.
Căn cứ vào phương pháp thi công, hố đào có thể được chia thành hai loại:
- Đào không có chắn giữ
- Đào có chắn giữ.
Theo chức năng, kết cấu chắn giữ hố đào có thể được chia làm hai bộ phận
chủ yếu: bộ phận chắn đất và bộ phận chắn giữ kiểu kéo giữ.
- Bộ phận chắn đất: được chia thành hai loại chủ yếu là: kết cấu chắn
đất thấm nước và kết cấu chắn đất ngăn nước.
+ Kết cấu chắn đất, thấm nước bao gồm các loại sau: Cọc thép chữ H
hay chữ I có bản cài, cọc nhồi đặt thưa trát mặt ximăng lưới thép, cọc hai hàng
chắn đất, chắn bằng đinh đất,….

+ Kết cấu chắn đất, ngăn nước bao gồm các loại sau: Tường liên tục
trong đất, tường trộn ximăng đất dưới tầng sâu, cọc trộn ximăng dưới tầng sâu,
giữa cọc đặt dày thêm cọc phun ximăng cao áp, tường vòm cuốn khép kín,…
- Bộ phận chắn giữ kiểu kéo giữ: Ống thép hay thép hình chống đỡ
(chống ngang), ống thép hay thép hình chống đỡ (chống chéo), thanh neo vào
trong đất, chống đỡ bằng bản sàn các tầng hầm (đối với những công trình thi
công bằng phương pháp top – down), hệ dầm vòng chống đỡ.
Một số loại tường vây thường sử dụng cho các công trình hố đào [3]
- Tường chắn bằng đất trộn ximăng ở tầng sâu : Trộn cưỡng chế đất
với ximăng (dạng dung dịch hoặc dạng bột), lợi dụng một số phản ứng hoá lý
xảy ra giữa đất với ximăng, sau khi đóng rắn sẽ tạo thành tường chắn có dạng
bản liền khối có cường độ nhất định.


5
Loại tường chắn này thích hợp cho các loại công trình hố đào có chiều
sâu đào từ 3 - 6 (m).
- Cọc bản thép: Dùng thép máng sấp ngửa móc vào nhau hoặc cọc bản
thép khóa miệng bằng thép hình với mặt cắt chữ U hoặc Z. Dùng phương pháp
đóng hoặc rung để hạ chúng vào trong đất. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ chắn
giữ, chúng có thể được thu hồi và sử dụng lại
Loại tường này thích hợp cho những hố đào có độ sâu từ 3 - 10 (m)
- Cọc bản bêtông cốt thép: Dùng các cọc có chiều dài từ 6 - 12 (m)
đóng vào đất. Sau khi đóng cọc vào đất, trên đỉnh cọc đổ một dầm vòng bằng
bêtông cốt thép đặt một dãy chắn giữ hoặc thanh neo.
Loại tường này có thể dùng cho những hố đào có chiều sâu từ 3 - 6 (m).
- Tường chắn bằng cọc khoan nhồi: Dùng các cọc khoan nhồi có
đường kính từ 600 – 1000 (mm), dài từ 15 – 30 (m) làm thành tường chắn theo
kiểu hàng cọc, trên đỉnh cọc đổ dầm vòng bằng bêtông cốt thép.
Loài tường này thích hợp cho các hố đào có độ sâu từ 6 – 13 (m).

- Tường liên tục trong đất: Dùng các máy đào đặc biệt để đào thành
hố đào thành những đoạn có độ dài nhất định ( có dùng dung dịch bentonite để
giữ ổn định ), sau đó đem các lồng thép đã chế tạo sẵn đặt vào. Dùng ống dẫn
đổ bêtông cho từng đoạn tường rồi nối các đoạn tường này lại với nhau bằng các
đầu nối đặc biệt ( ống đầu nối hoặc hộp nối ) để tạo thành tường liên tục trong
đất bằng bêtông cốt thép.
Loại tường này thích hợp cho những hố đào có độ sâu từ 10 (m) trở lên
hoặc trong những trường hợp điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn
tương đối phức tạp, gây khó khăn cho việc thi công hố đào.
-

Giếng chìm và giếng chìm hơi ép
+ Giếng chìm: Trên mặt đất hoặc trong hố đào nông có nền được
chuẩn bị đặc biệt, ta làm tường vây của công trình để hở phía trên và phía dưới.
Phía bên trong công trình ( trong lòng của giếng ) đặt các máy đào đất, phía bên
ngoài có cần trục để chuyển đất đào được ra khỏi giếng. Ta cũng có thể đào đất
bằng phương pháp thuỷ lực. Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân giếng, công
trình sẽ hạ sâu vào đất. Để giảm lực ma sát ở mặt ngoài giếng ta có thể dùng
phương pháp xói thủy lực, làm lớp vữa sét quanh mặt ngoài giếng và đất, sơn lên
mặt ngoài giếng lớp sơn chống ma sát,…
Sau khi hạ giếng đến độ sâu thiết kế, tiến hành thi công bịt đáy và
làm các kết cấu bên trong từ dưới lên trên.
+ Giếng chìm hơi ép: Trên mặt đất làm một hộp kín với nắp là sàn
giếng và đáy dưới nằm sát phần đào của chân giếng, trong đó có lắp ống lên


6
xuống và thiết bị điều chỉnh áp suất không khí; bên cạnh có trạm khí nén và
máy bơm. Đất đào được trong giếng sẽ được đưa lên mặt đất qua ống lên xuống
và thiết bị điều chỉnh áp suất không khí.

Trong không gian công tác của giếng chìm hơi ép được bơm khí nén tới
áp lực bằng áp lực thủy tónh, nhờ vậy mà công tác đào đất sẽ khô ráo
Phương pháp giếng chìm hơi ép thường dùng trong đất yếu có mực nước
ngầm cao, dòng chảy mạnh, ở những nơi ngập nước và độ sâu từ 30 – 35 (m).
2.2.

Giới thiệu một số công trình hố đào sâu
2.2.1 Trên thế giới

1. Một gara ngầm có kích thước 156 x 54 x 27 m gồm 7 tầng được
xây dựng ở Maxcơva – Nga có sức chứa 2000 ôtô con.
Để xây dựng công trình này người ta đã đào 274000m3 đất, 4000m3
bêtông đổ tại chổ và 19500m3 bêtông cốt thép đúc sẵn.
Các tường chịu lực được xây dựng trong 6 tháng bằng phương pháp
tường trong đất.
2. Một gara ngầm 7 tầng, hình tròn có đường kính 57m, sâu 28m, có
sức chứa 530 ôtô con, sàn trên cùng cách mặt đường phố 3m, các tầng được xếp
theo đường xoắn ốc. Công trình được xây dựng ở Geneve.
Đây là công trình được xây dựng bằng phương pháp giếng chìm.
2.2.2 Ở Việt Nam
2.2.2.1 Cao ốc Fideco

Hình 2.1 – Vị trí xây dựng cao ốc Fideco


7
Cao ốc Fideco được xây dựng tại số 81-85 Hàm Nghi, quận 1,
TpHCM. Công trình có hố đào được chắn giữ bằng tường liên tục (Diaphram
wall), tường chắn có chiều dày là 0.6m. Tường chắn được chống đỡ bởi hệ thanh
cho�hyperbol:

1
1
Δs
= a2
+ b2
+ c2
X 2
X
H
( )
( )
H
H

-

(4.12)

Haøm logarit:
X
Δs
= a3ln( ) + b3
H
H

sau:

(4.11)

(4.13)

Bằng phương pháp bình phương cực tiểu, ta chọn được hàm xấp xỉ như
Δs
1
1
(10-5) = -0.56
+ 1.49
+1.37
X 2
X
H
( )
( )
H
H

(4.14)


87

2.5
2.25
Δs (10-5 )
H

Tỉ số giữa độ lún gia tăng của móng
công trình lân cận với chiều sâu hố đào

Với R2 = 0.988

2.0
1.75
1.5
0

1.0

2.0

3.0

Tỉ số giữa khoảng cách đến hố đào với
chiều sâu hố đào

4.0
(X)
H

Biểu đồ 4.41 –Quan hệ giữa độ lún của móng do hố đào gây ra với khoảng cách
đến hố đào
Nhận xét:

- Trong trường hợp công trình lân cận có móng là móng sâu thì ảnh hưởng
do việc thi công hố đào gây ra là không lớn. Cụ thể, với công trình hố đào như
trên, việc thi công hố đào đã làm cho độ lún của móng công trình tăng thêm một
giá trị khoảng 5% độ lún của móng khi chưa thi công hố đào. Ngoài ra, việc thi
công hố đào còn làm gia tăng độ lún lệch giữa các móng, giá trị lún lệch lớn
nhất giữa các móng do thi công hố đào gây ra khoảng 0.0004%.
- Độ lún của các móng và độ lún lệch giữa các móng tăng lên chủ yếu do

việc hạ nước ngầm trong quá trình thi công hố đào gây ra và một phần nhỏ do
đất dịch chuyển vào bên trong hố đào gây ra.
- Độ lún của các móng tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ móng đến hố đào và
độ lún lệch gia tăng do thi công hố đào lớn nhất tại 2 móng có khoảng cách gần
hố đào nhất.
- Từ biểu thức (4.13), ta có thể xác định được độ lún gia tăng của móng do
thi công hố đào sâu gây ra tại một khoảng cách bất kỳ nếu biết được chiều sâu
đào đất.


88
4.6.2 Phân tích ảnh hưởng của quá trình thi công hố đào sâu đến công
trình lân cận có móng là móng nông.
-2000

CỘTC2

CỘTC1
-4000

SÀNHẦM1

-4000

DÀY300
-8000

SÀNHẦM2

-8000

DÀY300
-12000

SÀNHẦM3

-12000

DÀY300

-24000

TƯỜNGCHẮN
DÀY600

-24000

Hình 4.42 – Sơ đồ phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến công trình lân cận có
móng là móng nông

Các thông số về móng của công trình lân cận
- Móng băng có kích thứơc : LxB = 6m x 1.4m.
- Cao trình đáy móng : -2.00(m)
- Bêtông moùng mac 250
⇒ EA = 1.325x107 kN, EI = 2.76x105 kNm2
- Tải trọng do cột C1 truyền xuống:
+ N = 41.83 (T)
+ Q = -0.87 (T)
+ M = 1.146 (Tm)
- Tải trọng do cột C1 truyền xuống:

+ N = 42.34 (T)
+ Q = 0.91 (T)
+ M = -1.081 (Tm)


89

Hình 4.43 – Mô hình phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến công trình lân cận
có móng là móng nông
4.6.2.1 Kết quả tính toán.

Hình 4.44 – Chuyển vị của móng khi chưa thi công hố đào

Hình 4.45 – Chuyển vị của móng sau khi thi công hố đào


90
Bảng 4. 4 – Chuyển vị của móng công trình lân cận theo quá trình thi công hố
đào

Giai đoạn
thi công
Khi chưa thi
công hố đào

z (m)

L
(m)

z/L

uxmax
(mm)

uymax
(mm)

Δs
(mm)

umax
(mm)

δs
(%)

0

24

0

0.06

-57.24

0

57.24

0.0202

Sau khi thi công
tầng hầm 1

2

24 0.083

0.42

-58.15

0.91

4

24 0.167

0.97

-58.77

1.53

Sau khi thi công
tầng hầm 2

6

24 0.25

1.51 -59.38

2.14

59.59 0.0222

8

24 0.333

2.16

-60.65

3.41

60.69

0.025

Sau khi thi công
tầng hầm 3

10

24 0.417

3.24

-63.98

6.74

64.71

0.039

12

24

4.73

-69.66

12.42

69.82

0.056

0.5

57.95 0.0204
58.77

0.0209

Trong đó:
Δs : độ lún gia tăng của móng công trình lân cận theo chiều sâu hố đào.

đào.

δs: độ lún lệch gia tăng của móng công trình lân cận theo chiều sâu hố
4.6.2.2 Phân tích kết quả tính toán và nhận xét.

Bằng phương pháp bình phương cực tiểu, ta tìm được biểu thức quan hệ
giữa độ lún gia tăng do thi công hố đào gây ra (Δs ) với tỉ số (z/L).
z
L

Δs = 242.27( )3 – 114.52(

z
L

Tỉ số giữa chiều sâu đào đất
với chiều sâu của tường

với R2 = 0.992 < 1

z 2
z
) + 21.53
L
L

(4.15)

0.5
0.4
0.3
02
0.1
0

3.0

6.0

9.0

12.0

15.0

Độ lún của móng do thi công hố đào gaây ra Δs (mm)


91
Hình 4.46 – biểu đồ quan hệ giữa độ lún của móng do hố đào gây ra với tỉ số giữa
chiều sâu đào đất và chiều sâu tường
Nhận xét:

- Trong trường hợp công trình lân cận có móng là móng nông thì ảnh hưởng
do việc thi công hố đào gây ra là tương đối lớn. Cụ thể, với công trình hố đào
như trên, việc thi công hố đào đã làm cho độ lún của móng công trình tăng thêm

một giá trị khoảng 22% độ lún của móng khi chưa thi công hố đào. Ngoài ra,
việc thi công hố đào còn làm gia tăng độ lún lệch giữa các móng, giá trị lún lệch
lớn nhất giữa các móng do thi công hố đào gây ra khoảng 0.036%.
- Độ lún gia tăng của móng do thi công hố đào gây ra chính bằng độ lún
của đất nằm trên mặt phẳng đi qua đáy móng.
- Độ lún của móng chịu ảnh hưởng trực tiếp từ việc hạ mực nước ngầm
trong quá trình thi công hố đào.
- Độ lún gia tăng tỉ lệ bậc 3 với tỉ số giữa chiều sâu đào đất và chiều sâu
của tường.
- Từ biểu thức (4.15), ta có thể kiểm soát được độ lún gia tăng của móng do
thi công hố đào gây ra trong quá trình thi công.


92
4.7. Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu tường cắm vào đất đến chuyển vị
của tường chắn và chuyển vị của đất nền xung quanh hố đào.

Trong phần này tác giả sẽ tiến hành tính toán chuyển vị của tường và
chuyển vị của đất nền xung quanh hố đào với nhiều kích thước khác nhau của
đoạn tường cắm vào đất, từ đó phân tích ảnh hưởng của yếu tố này đến chuyển
vị của tường và chuyển vị của đất nền xung quanh.
4.7.1

Kết quả tính toán
1. Chiều sâu tường cắm vào đất D = 10m

Hình 4.47 a

-

Hình 4.47 b

Hình 4.47c

Hình 4.47a – Biểu đồ chuyển vị ngang của tường, giá trị cực đại là:
ux (D = 22) = -10.13mm
Hình 4.47b – Biểu đồ chuyển vị đứng của tường, giá trị cực đại là:
uy (D = 22) = -1.79mm
Hình 4.47c – Biểu đồ tổng chuyển vị của tường, giá trị cực đại là:
u (D = 22) = 10.27mm

Hình 4.48a – Biểu đồ chuyển vị đứng của bề mặt đất bên ngoài hố đào , giá trị
cực đại là: uy (D = 22) = -13.06mm


93

Hình 4.48b – Biểu đồ chuyển vị ngang của bề mặt đất bên ngoài hố đào , giá trị
cực đại là: ux (D = 22) = -4.57mm

Hình 4.48c – Biểu đồ tổng chuyển vị của bề mặt đất bên ngoài hố đào , giá trị
cực đại là: u (D = 22) = -13.84mm
2. Chiều sâu tường cắm vào đất D = 8m

Hình 4.49a

Hình 4.49 b

H ình 4.49c

94
-

Hình 4.49a – Biểu đồ chuyển vị ngang của tường, giá trị cực đại là:
ux (D = 20) = -10.82mm
Hình 4.49b – Biểu đồ chuyển vị đứng của tường, giá trị cực đại là:
uy (D = 20) = -5.02mm
Hình 4.49c – Biểu đồ tổng chuyển vị của tường, giá trị cực đại là:
u (D = 20) = 11.88mm

Hình 4.50a – Biểu đồ chuyển vị đứng của bề mặt đất bên ngoài hố đào , giá trị
cực đại là: uy (D = 20) = -15.53mm

Hình 4.50b – Biểu đồ chuyển vị ngang của bề mặt đất bên ngoài hố đào , giá trị
cực đại là: ux (D = 20) = -5.57mm

Hình 4.50c – Biểu đồ tổng chuyển vị của bề mặt đất bên ngoài hố đào , giá trị
cực đại là: u (D = 20) = -16.50mm


95
3. Chiều sâu tường cắm vào đất D = 6m

Hình 4.51a

-

Hình 4.51b

Hình 4.51c

Hình 4.51a – Biểu đồ chuyển vị ngang của tường, giá trị cực đại là:
ux (D = 18) = -11mm
Hình 4.51b – Biểu đồ chuyển vị đứng của tường, giá trị cực đại là:
uy (D = 18) = -9.09mm
Hình 4.51c – Biểu đồ tổng chuyển vị của tường, giá trị cực đại là:
u (D = 18) = 14.73mm

Hình 4.52a – Biểu đồ chuyển vị đứng của bề mặt đất bên ngoài hố đào , giá trị
cực đại là: uy (D = 18) = -18.84mm