Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực đất lên tường hố đào công trình the centec tower

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH

LÂM HẢI ĐĂNG

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP LỰC ĐẤT LÊN
TƯỜNG HỐ ĐÀO CƠNG TRÌNH “THE CENTEC TOWER”

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2008


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. VÕ PHÁN

Cán bộ chấm nhận xét 1:

...............................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2:

...............................................................

Luận Văn Thạc Sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày…….tháng…….năm 2008.


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

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
--------------------------------------------Tp HCM, ngày tháng năm 2008

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: LÂM HẢI ĐĂNG
Ngày, tháng, năm sinh: 25/06/1982
Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

I-

Phái : nam
Nơi sinh: Tiền Giang
MSHV : 00906746

TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực đất lên tường hố đào công trình “The Centec Tower”.

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1- Nhiệm vụ:
Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực đất lên tường hố đào cơng trình “The Centec Tower”.

2- Nội dung:
Mở đầu.
Chương 1: Tổng quan về hố đào sâu.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn hố đào sâu được chắn giữ bằng tường chắn liên tục.
Chương 3 : Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu qua các giai đoạn thi công.
Chương 4: Tương quan chuyển vị của tường hố đào từ tính tốn và thực tế.
Chương 5: Tính tốn, phân tích ảnh hưởng của việc thi cơng hố đào sâu đến móng nơng
cơng trình lân cận.
Kết luận, kiến nghị.
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
: ngày
tháng
năm 2008
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ
: ngày
tháng
năm 2008
V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
: TS. VÕ PHÁN.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
CHUYÊN NGÀNH

TS. VÕ PHÁN
TRƯỞNG PHỊNG ĐTSĐH

CN BỘ MƠN QUẢN LÝ
CHUN NGÀNH

TS. VÕ PHÁN
Ngày tháng năm 2008

TRƯỞNG KHOA QUẢN LÝ
CHUYÊN NGÀNH


Lời cảm ơn

Luận văn Thạc Sĩ hoàn thành là sự nỗ lực của bản thân tác giả, là quá trình
truyền thụ kiến thức và hướng dẫn không ngừng của Quý Thầy, Cơ; những động
viên khích lệ từ gia đình, bạn bè trong suốt quá trình học tập và rèn luyện.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy TS. Võ Phán đã tận tình
hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tồn thể Q Thầy, Cơ Bộ mơn
Địa Cơ Nền Móng đã tham gia giảng dạy truyền đạt kiến thức, tạo mọi điều kiện tốt
nhất trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Niềm động viên tinh thần lớn nhất của tác giả chính là Cha Mẹ, Anh, Chị, Em,
những người khơng ngại khó khăn ln động viên, khích lệ trong những lúc khó
khăn nhất, là sức mạnh tinh thần để tôi vững tin thực hiện được mục tiêu của mình.
Luận Văn Thạc Sĩ này là món q cao q nhất tơi muốn dành tặng cho gia đình.
Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến những người bạn luôn sẵn sàng giúp đỡ, động
viên tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Với những hiểu biết của bản thân chắc chắn không tránh khỏi những sai sót khi
thực hiện luận văn, kính mong Q Thầy, Cơ, bạn bè góp ý chân thành để tơi ngày
càng hồn thiện sự hiểu biết của mình.


TĨM TẮT LUẬN VĂN

TĨM TẮT:
Ngày nay, các cơng trình cao tầng với nhiều tầng hầm xuất hiện ngày càng nhiều.
Điều này đã trở thành xu thế chính trong q trình hiện đại hóa các thành phố lớn.

Các cơng trình hố đào sâu này chủ yếu là xây chen trong những khu dân cư hiện
hữu. Việc thi công các hố đào sâu rất phức tạp, là sự tổng hợp của nhiều yếu tố. Hiện nay,
có khơng ít cơng trình hố đào sâu gặp sự cố trong q trình thi cơng và gây ra hậu quả
hết sức nghiêm trọng cho các công trình lân cận.
Do vậy, người làm cơng tác thiết kế phải dự tính và khống chế được chuyển vị, độ
ổn định của kết cấu chắn giữ cũng như phải dự đốn được bán kính và mức độ ảnh hưởng
đến các cơng trình lân cận.
Xuất phát từ những u cầu thực tế nêu trên, tác giả đã tiếp cận đề tài: “ Nghiên cứu
ảnh hưởng của áp lực đất lên tường hố đào cơng trình The Centec Tower” 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 phương

pháp Bottom – up.
2)

So sánh kết quả chuyển vị ngang tính tốn với kết quả quan trắc thực tế.

3)

Phân tích quan hệ giữa mức độ gia tăng độ lún của móng băng cơng trình lân

cận theo tỷ số khoảng cách móng băng – tường hố đào và chiều sâu hố đào L/H.
4)

Phân tích quan hệ giữa mức độ gia tăng chuyển vị ngang của móng băng

cơng trình lân cận theo tỷ số khoảng cách móng băng – tường hố đào và chiều sâu
hố đào L/H.

Từ những phân tích trên đây, tác giả đưa ra phương trình dự báo mức độ và bán
kính ảnh hưởng của hố đào sâu đến móng băng các cơng trình lân cận. Những phương
trình trên đây có thể áp dụng cho các cơng trình có quy mơ và địa chất tương tự.


SUMMARY OF THESIS

SUMMARY:
Nowadays, multi-storey constructions with many basements appear more and more.
This became the main tendency in the modernization of big cities.
These deep excavations are mainly constructed in parenthetic conditions. It is very
complicated to construct deep excavations. Constructing deep excavations is the
combination of many factors. Now, many accidents occur during the constructing of deep
excavations and they often cause serious damages to surrounding constructions.
So, designers must predict and control displacements, stability of deep excavations
as well as calculate radius and degree of effect on surrounding constructions.
From these practical demands, the thesis “Study on the effect of soil pressure on
diaphragm wall of The Centec Tower Building” has been chosen to analyse these
following problems:
1)

Analysing stability and displacement of excavation constructed in Bottom –

up method.
2)

Comparing horizontal displacements from calculation and these ones from

measurement at the construction site.
3)

Analysing relationship between degree of extra settlement of surrounding

ribbon foundation and the score L/H.
4)

Analysing relationship between degree of extra horizontal displacement of

surrounding ribbon foundation and the score L/H.
Where:

L – The distance between surrounding ribbon foundation and
diaphragm wall.
H – The depth of excavation.

From these analysis, author will propose equations to predict degree and radius of
effect of deep excavations on surrounding ribbon foundations. These equations can be
applied for similar constructions.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU:
I.

Đặt vấn đề ..........................................................................................................................1

II.

Mục đích nghiên cứu .........................................................................................................1

III. Ý nghĩa và giá trị thực tiễn của đề tài ................................................................................1
IV. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................................1
V.

Nội dung nghiên cứu .........................................................................................................2

VI. Hạn chế của đề tài..............................................................................................................2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU:
1.1

Tổng quan về hố đào sâu ...................................................................................................3
1.1.1 Phân loại hố đào ...........................................................................................................3
1.1.2 Phân loại tường vây hố đào thường sử dụng ...............................................................3

1.2

Đặc điểm của cơng trình hố đào sâu..................................................................................4

1.3

Những yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị của đất quanh hố móng .....................................5
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.3.4
1.3.5
1.3.6

1.4

Tác động của sự thay đổi trạng thái ứng suất trong nền ............................................. 5
Kích thước hố móng ................................................................................................... 5
Tình trạng nước ngầm ................................................................................................. 6
Ứng suất ngang ban đầu trong đất .............................................................................. 6
Độ cứng của hệ chống đỡ ........................................................................................... 6
Tác động của việc gia tải trước ................................................................................... 6

Tình hình sử dụng các hố đào sâu cho các cơng trình có tầng hầm trên thế giới và tại
Việt Nam ...........................................................................................................................6
1.4.1 Trên thế giới .................................................................................................................6
1.4.2 Ở Việt Nam ..................................................................................................................6

1.5

Giới thiệu về cơng trình được tiếp cận trong đề tài – Cơng trình “The Centec
Tower” ..............................................................................................................................9

1.6

Một số nghiên cứu về hố đào sâu ....................................................................................11
1.6.1 Trên thế giới ...............................................................................................................11
1.6.2 Ở Việt Nam ................................................................................................................12

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN HỐ ĐÀO SÂU ĐƯỢC CHẮN GIỮ
BẰNG TƯỜNG CHẮN LIÊN TỤC:
2.1

Tính tốn áp lực đất bằng các công thức lý thuyết ..........................................................13

2.1.1 Lý thuyết tính tốn áp lực đất tác dụng lên kết cấu chắn giữ của hố đào sâu............13
2.1.1.1 Phân loại áp lực ngang của đất ..........................................................................13
2.1.1.2 Lý thuyết áp lực đất của Coulomb.....................................................................14
2.1.1.3 Lý thuyết áp lực đất của Mohr – Rankine .........................................................15
2.1.1.4 Lý thuyết cân bằng giới hạn điểm – Lời giải của Sokolovski ...........................19
2.1.1.5 Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường đến áp lực đất ........................................20
2.1.2 Phương pháp tính áp lực nước lên tường chắn của hố đào sâu (tường liên tục) .......23
2.1.2.1 Phương pháp tính riêng áp lực nước – đất.........................................................23
2.1.2.2 Phương pháp tính chung áp lực nước – đất .......................................................24
2.1.3 Tính tốn lực tĩnh của tường liên tục trong đất..........................................................25
2.1.3.1 Phương pháp Sachipana (Nhật) .........................................................................25
a. Giới thiệu về phương pháp ...................................................................................25
b. Các bước tính tốn................................................................................................26
c. Nhận xét về phương pháp.....................................................................................27
2.1.3.2 Phương pháp đàn hồi .........................................................................................27
a. Giới thiệu về phương pháp ...................................................................................27
b. Các giả thiết cơ bản ..............................................................................................27
c. Phương trình đường cong đàn hồi ........................................................................28
d. Các bước tính tốn................................................................................................29
2.2

Tính tốn ổn định hố đào bằng các công thức lý thuyết..................................................29
2.2.1 Kiểm tra ổn định chống trồi của hố đào ....................................................................29
2.2.1.1 Phương pháp Terzaghi – Peck ...........................................................................29
2.2.1.2 Phương pháp Terzaghi cải tiến ..........................................................................31
2.2.1.3 Phương pháp Caquot và Kerisel ........................................................................31
2.2.1.4 Phương pháp kiểm tra ổn định chống trồi đáy hố theo Goh .............................32
2.2.1.5 Tính tốn ổn định chống trồi theo quy trình hố móng Thượng Hải ..................33
2.2.2 Kiểm tra ổn định chống chảy thấm của hố đào..........................................................34
2.2.2.1 Kiểm tra ổn định chống phun trào .....................................................................34

2.2.2.2 Kiểm tra ổn định chống cột nước có áp .............................................................34

2.3

Kiểm tra ổn định của tường chắn ....................................................................................35
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4

2.4

Kiểm tra ổn định của đất nền dưới bản móng tường chắn .........................................35
Kiểm tra ổn định trượt phẳng của tường chắn ...........................................................35
Kiểm tra ổn định lật của tường chắn .........................................................................36
Kiểm tra ổn định trượt sâu của tường chắn................................................................36

Tính tốn biến dạng của tường chắn bằng các cơng thức lý thuyết ................................36
2.4.1 Dưới tác dụng của tải trọng bất kỳ lên mặt bên .........................................................37
2.4.2 Dưới tác dụng của tải tập trung ..................................................................................38


2.4.3 Dưới tác dụng của tải trọng hình thang......................................................................39
2.5

Tính tốn ổn định và biến dạng của tường chắn bằng phương pháp phần tử hữu hạn ...40
2.5.1 Giới thiệu phương pháp phần tử hữu hạn ..................................................................40
2.5.2 Một số mơ hình và các thông số tương ứng thường gặp trong phần mềm Plaxis .....41
2.5.2.1 Mơ hình đàn hồi tuyến tính ...............................................................................41
2.5.2.2 Mơ hình Mohr – Coulomb .................................................................................41

2.5.2.3 Mơ hình Hardening Soil ....................................................................................42
2.5.2.4 Mơ hình Soft Soil ..............................................................................................42
2.5.2.5 Mơ hình Soft Soil Creep ....................................................................................43

2.6

Nhận xét và kết luận chương 2 ........................................................................................43

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG HỐ ĐÀO SÂU QUA CÁC
GIAI ĐOẠN THI CƠNG.
3.1

Mơ tả đặc điểm cơng trình tiếp cận .................................................................................44
3.1.1 Mô tả về hố đào và tường chắn cơng trình ................................................................44
3.1.2 Trình tự thi cơng hố đào.............................................................................................45

3.2

Mơ tả địa chất cơng trình .................................................................................................45
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6

3.3

Lớp đất 0 ....................................................................................................................46
Lớp đất 1 (CS1)..........................................................................................................46

Lớp đất 2 (CG) ...........................................................................................................46
Lớp đất 3 (CS2)..........................................................................................................46
Lớp đất 4.1 (SM1a) ....................................................................................................46
Lớp đất 4.2 (SM1b) ....................................................................................................47

Các thông số đưa vào tính tốn bằng phần mềm Plaxis 8.2 ............................................47
3.3.1 Các thơng số về địa chất ............................................................................................47
3.3.1.1 Các thông số Eoed ...............................................................................................47
a. Lớp đất 0...............................................................................................................47
b. Lớp đất CS1: Lớp đất 1 ........................................................................................48
c. Lớp đất CG: Lớp đất 2 .........................................................................................49
d. Lớp đất CS2: Lớp đất 3 ........................................................................................50
e. Lớp đất SM1a: Lớp đất 4 .....................................................................................51
f. Lớp đất SM1b: Lớp đất 5 .....................................................................................51
3.3.1.2 Các thông số Eref ................................................................................................54
3.3.1.3 Các thông số ν....................................................................................................57
3.3.1.4 Bảng tổng hợp các thơng số sử dụng cho mơ hình Mohr – Coulomb ...............57
3.3.2 Các thông số của tường chắn .....................................................................................57
3.3.3 Các thơng số của thép hình dùng làm thanh chống tường tầng hầm .........................58


3.4

Tính tốn biến dạng, nội lực và ổn định hố đào theo từng giai đoạn thi công trong
trường hợp không có móng băng MB cơng trình lân cận (Trường hợp A).....................58
3.4.1 Hình ảnh tồn bộ q trình thi cơng hố đào bằng phần mềm Plaxis .........................58
3.4.2 Kết quả tính tốn ........................................................................................................58
3.4.2.1 Sau khi đào xong đất giai đoạn 1.......................................................................59
a. Một số kết quả vả biểu đồ thu được .....................................................................59
b. Ồn định hố đào .....................................................................................................63

3.4.2.2 Sau khi đào xong đất giai đoạn 2.......................................................................63
a. Một số kết quả vả biểu đồ thu được .....................................................................64
b. Ồn định hố đào .....................................................................................................67
3.4.2.3 Sau khi đào xong đất giai đoạn 3.......................................................................68
a. Một số kết quả vả biểu đồ thu được .....................................................................69
b. Ồn định hố đào .....................................................................................................72
3.4.2.4 Sau khi đào xong đất giai đoạn cuối cùng .........................................................73
a. Một số kết quả vả biểu đồ thu được .....................................................................74
b. Ồn định hố đào .....................................................................................................77

3.5

Nhận xét và kết luận chương 3 ........................................................................................78

CHUƠNG 4: TƯƠNG QUAN CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG HỐ ĐÀO TỪ
TÍNH TỐN VÀ THỰC TẾ.
4.1

So sánh chuyển vị ngang của tường hố đào từ sử dụng phần mềm kiểm chứng và kết
quả đo đạc tại hiện trường ...............................................................................................79
4.1.1 Chuyển vị ngang của một số điểm từ việc sử dụng phần mềm .................................79
4.1.2 Chuyển vị ngang của một số điểm khi quan trắc thực tế ...........................................83
4.1.3 So sánh chuyển vị ngang từ tính tốn và quan trắc thực tế .......................................83
4.2
Giải thích nguyên nhân về sự chênh lệch ........................................................................84
4.3
Nhận xét và kết luận chương 4 ........................................................................................84
CHUƠNG 5: TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC THI CƠNG HỐ
ĐÀO SÂU ĐẾN MĨNG BĂNG CƠNG TRÌNH LÂN CẬN.
5.1

5.2
5.3

Giới thiệu .........................................................................................................................85
Các thơng số của móng băng MB cơng trình lân cận ......................................................85
Tính tốn biến dạng ngang, độ lún của móng băng MB cơng trình lân cận trước và
sau khi thi cơng hố đào với khoảng cách giữa móng băng và tường chắn thay đổi
(Trường hợp B) ..................................................................................................................86
5.3.1 Hình ảnh tồn bộ q trình thi công hố đào bằng phần mềm Plaxis .........................86
5.3.2 Kết quả tính tốn ........................................................................................................86
5.3.2.1 Trường hợp khoảng cách móng băng và tường chắn là 2m ..............................86
a. Trước khi thi công hố đào ....................................................................................86


b. Sau khi thi công hố đào ........................................................................................87
5.3.2.2 Trường hợp khoảng cách móng băng và tường chắn là 4m ..............................88
a. Trước khi thi công hố đào ....................................................................................88
b. Sau khi thi cơng hố đào ........................................................................................89
5.3.2.3 Trường hợp khoảng cách móng băng và tường chắn là 6m ..............................90
a. Trước khi thi công hố đào ....................................................................................90
b. Sau khi thi công hố đào ........................................................................................90
5.3.2.4 Trường hợp khoảng cách móng băng và tường chắn là 8m ..............................91
a. Trước khi thi công hố đào ....................................................................................91
b. Sau khi thi công hố đào ........................................................................................92
5.3.2.5 Trường hợp khoảng cách móng băng và tường chắn là 10m ............................93
a. Trước khi thi công hố đào ....................................................................................93
b. Sau khi thi công hố đào ........................................................................................94
5.3.2.6 Trường hợp khoảng cách móng băng và tường chắn là 12m ............................95
a. Trước khi thi công hố đào ....................................................................................95
b. Sau khi thi cơng hố đào ........................................................................................95

5.4
Phân tích ảnh hưởng của việc thi cơng hố đào sâu đến móng băng cơng trình lân cận
khi khoảng cách móng băng và tường hố đào thay đổi ......................................................96
5.4.1 Quan hệ gia tăng chuyển vị đứng (%) của móng băng – tỷ số khoảng cách giữa
móng băng MB – tường hố đào và chiều sâu hố đào L/H ....................................................98
5.4.2 Quan hệ gia tăng chuyển vị ngang (mm) của móng băng – tỷ số khoảng cách giữa
móng băng MB – tường hố đào và chiều sâu hố đào L/H ....................................................99
5.5
Nhận xét và kết luận chương 5 ..................................................................................... 100
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:
I.

Kết luận ........................................................................................................................ 102

II.

Kiến nghị ...................................................................................................................... 102


1

MỞ ĐẦU.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Hiện nay, các cơng trình nhà cao tầng với nhiều tầng hầm đang xuất hiện ngày
càng nhiều và đang trở thành xu thế tất yếu trong q trình hiện đại hóa các thành phố
lớn. Phần diện tích trên mặt đất của cơng trình được phục vụ cho cơng năng sử dụng
chính của cơng trình: cao ốc văn phòng, trung tâm mua sắm, giao dịch, chung cư cao
tầng … Do vậy, để đáp ứng cho các nhu cầu tất yếu kèm theo của các cơng trình cao
tầng như: chỗ để xe, các khu phụ trợ …, người ta sử dụng ngày càng nhiều các tầng
hầm với độ sâu ngày càng sâu hơn. Điều này đồng nghĩa với sự xuất hiện của các hố

đào, các giải pháp chống giữ thành hố đào tương ứng.
Vì vậy, trong điều kiện cụ thể của từng cơng trình, chúng ta cần phải đề ra các
giải pháp thi công hố đào cũng như các giải pháp chống giữ vách hố đào cho phù hợp
với từng giai đoạn thi công.
Các vấn đề tất yếu đặt ra khi thi cơng các cơng trình có tầng hầm bên dưới bao
gồm các vấn đề cơ bản sau đây:
Chọn giải pháp thi công hố đào cho phù hợp với tính chất cơng trình.
Chọn giải pháp chắn giữ tường hố đào ổn định trong q trình thi cơng.
Khống chế chuyển vị của tường hố đào, tránh gây ảnh hưởng đến các cơng
trình lân cận.
Có biện pháp xác định chuyển vị của tường hố đào.
Xuất phát từ các yêu cầu thực tế trên đây, tác giả đã tiếp cận công trình The
Centec Tower để thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực đất lên tường
hố đào công trình The Centec Tower”.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
Thiết kế giải pháp thi công hố đào, chắn giữ tường hố đào cơng trình đối với
từng giai đoạn thi cơng cụ thể.
Phân tích, đánh giá ổn định và biến dạng của tường hố đào trong từng giai đoạn
thi công.
III. Ý NGHĨA VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:
Thiết kế giải pháp thi công hố đào, chắn giữ tường hố đào cho cơng trình nhà
cao tầng The Centec Tower.
So sánh kết quả tính tốn lý thuyết, kết quả có được từ việc sử dụng phần mềm
kiểm chứng, kết quả quan trắc thực tế tại hiện trường. Từ đó, lựa chọn được phương
pháp tính đúng đắn cho tường hố đào các cơng trình có tính chất tương tự.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Để thực hiện các mục tiêu nghiên cứu trên đây, tác giả lựa chọn phương pháp
nghiên cứu như sau: tính tốn lý thuyết, quan trắc hiện trường và sử dụng phần mềm
kiểm chứng. Trong đó:
1. Tính tốn lý thuyết: Sử dụng các lý thuyết tính tốn sau đây:

Lý thuyết tính tốn tường chắn liên tục trong đất.


2

Lý thuyết kiểm tra ổn định của hố đào sâu.
Lý thuyết kiểm tra ổn định thành hố đào.
2. Quan trắc hiện trường: Ghi nhận chuyển vị của kết cấu thành hố đào.
3. Mô phỏng: sử dụng phần mềm Plaxis để phân tích ổn định và biến dạng của hố
đào trong q trình thi cơng.
V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU:
1. Mở đầu.
2. Chương 1: Tổng quan về hố đào sâu.
3. Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn hố đào sâu được chắn giữ bằng tường chắn
liên tục.
4. Chương 3: Phân tích ổn định và biến dạng của hố đào sâu qua các giai đoạn thi
cơng.
Sử dụng phần mềm Plaxis để tính toán nội lực và biến dạng của thành hố đào
trong các giai đoạn thi công.
Sử dụng phần mềm Plaxis phân tích, đánh giá mức độ ổn định của hố đào sâu
qua các giai đoạn thi công.
5. Chương 4: Tương quan chuyển vị ngang của tường hố đào từ tính tốn và quan
trắc thực tế.
Quan trắc thực tế tại cơng trình để xác định được biến dạng của thành hố đào
tại một số vị trí.
6. Chương 5: Tính tốn, phân tích ảnh hưởng của việc thi công hố đào sâu đến móng
băng cơng trình lân cận.
Sử dụng phần mềm Plaxis để phân tích ảnh hưởng của hố đào sâu đến móng
băng cơng trình lân cận.
7. Kết luận, kiến nghị.

VI. HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI:
Chỉ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực đất lên tường chắn liên tục.
Chưa nghiên cứu sự thay đổi các chỉ tiêu cơ học của đất theo độ sâu cũng như
theo q trình thi cơng hố đào.
Chưa nghiên cứu ảnh hưởng của việc thi công hố đào đến móng sâu các cơng
trình lân cận.


3

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU.
1.1.

Tổng quan về hố đào sâu:

Ngày nay, tại các thành phố lớn trên thế giới, do quỹ đất ngày càng thu hẹp, giá
đất ngày càng cao nên người ta có xu hướng là khai thác tối đa phần không gian dưới
mặt đất của cơng trình cho nhiều mục đích khác nhau: dây chuyền công nghệ của một
số ngành công nghiệp nặng (luyện kim, cán thép, vật liệu xây dựng…), các cơng trình
thủy lợi (các trạm bơm lớn, cơng trình thủy lợi hay thủy điện…), các cơng trình giao
thơng (ga và đường tàu điện ngầm…), các cơng trình dân dụng (bãi đậu xe, tầng hầm
kỹ thuật…).
1.1.1 Phân loại hố đào:
Sự phân biệt giữa hố đào nông và sâu hiện nay vẫn chưa rõ rệt. Có một số quan
điểm cho rằng hố đào quá 5m được gọi là hố đào sâu. Trong thực tế, người ta thường
lấy giới hạn 6m làm cơ sở phân biệt hố đào nông và sâu. Tuy nhiên, trong một vài
trường hợp đặt biệt, khi độ sâu hố đào bé hơn 5m nhưng do được thi công trong điều
kiện địa chất cơng trình và điều kiện thủy văn phức tạp thì cũng được phân tích như
ứng xử của hố đào sâu.
Nếu phân biệt hố đào sâu theo phương thức đào, người ta phân biệt hố đào sâu

thành 02 nhóm chuyên biệt sau đây:
Đào khơng có chắn giữ: được sử dụng cho các nhu cầu: hạ nước ngầm, đào
đất, gia cố nền và giữ mái dốc.
Đào có chắn giữ: được sử dụng cho các kết cấu quây giữ, hệ thống chắn
giữ, gia cố nền, quan trắc…
Khi phân loại hố đào theo đặc điểm chịu lực của kết cấu, người ta chia hố đào
thành 02 nhóm sau:
Kết cấu chắn giữ áp lực chủ động: có vai trị chịu tác dụng của phần áp lực
chủ động tác động lên kết cấu thành hố đào, bao gồm các kết cấu phun neo để
chắn giữ, tường bằng đinh đất để chắn giữ.
Kết cấu chắn giữ áp lực bị động: có vai trị chịu tác dụng của phần áp lực bị
động tác động lên kết cấu thành hố đào, bao gồm các loại kết cấu sau đây: cọc,
bản, ống, tường và chống.
Khi phân loại hố đào theo chức năng kết cấu, có thể phân chia kết cấu chắn giữ
thành 02 bộ phận sau đây:
Bộ phận chắn đất: bao gồm:
Kết cấu chắn đất, thấm nước: cọc thép chữ H, I có bản cài, cọc nhồi đặt
thưa trát mặt ximăng lưới thép, cọc đặt dầy, cọc hai hàng chắn đất, cọc nhồi
kiểu liên vòm, chắn giữ bằng đinh đất …
Kết cấu chắn đất, ngăn nước: tường liên tục trong đất, cọc, tường trộn
ximăng đất dưới tầng sâu, giữa cọc đặt dày có bố trí thêm cọc ximăng cao áp
hay cọc trộn hóa chất, tường vịm cuốn khép kín …
Bộ phận chắn giữ kiểu kéo giữ: gồm kiểu tự đứng, thanh neo vào tầng đất,
ống thép, thép hình chống đỡ, chống chéo, hệ dầm vòng chống đỡ …
1.1.2 Phân loại tường vây hố đào thường sử dụng:


4

Tường chắn bằng ximăng đất trộn ở tầng sâu: trộn cuỡng chế đất với

ximăng thành cọc ximăng đất, sau khi đóng rắn sẽ thành tường chắn có dạng bản
liền khối đạt cường độ nhất định, thích hợp cho loại hố đào có độ sâu từ 3-5m.
Cọc bản thép: dùng máng thép sấp ngửa móc vào nhau hay cọc bản thép
khóa miệng bằng thép hình có mặt cắt chữ U và Z, được hạ vào đất bằng cách
đóng hoặc rung, thích hợp cho loại hố đào sâu từ 3-10m.
Cọc bản bêtông cốt thép: cọc dài 6-12m, sau khi hạ cọc xuống đất, người ta
tiến hành cố định đầu cọc bằng dầm vịng bêtơng cốt thép hay thanh neo, thích
hợp cho loại hố đào sâu từ 3-6m.
Tường chắn đất bằng cọc khoan nhồi: đường kính từ 0.6-1m, cọc dài 1530m, làm thành tường chắn theo kiểu hàng cọc, đỉnh cọc cũng được cố định bằng
dầm vịng bêtơng cốt thép, dùng cho loại hố đào sâu từ 6-13m.
Tường liên tục trong đất: sau khi đào hố đào bằng các máy đào chuyên
dụng thành các đoạn có độ sâu nhất định (có sử dụng bentonite để ổn định thành
hố đào), đặt các lồng thép chế tạo sẵn vào thì tiến hành đổ bêtơng cho từng đoạn
bằng các ống dẫn, dùng các thiết bị nối chuyên dụng nối những đoạn tường riêng
biệt thành tường chắn đất bằng bêtông cốt thép đạt cường độ tương đối cao, dùng
cho hố đào có độ sâu > 10m hay phải thi cơng trong điều kiện phức tạp.
Giếng chìm và giếng chìm hơi ép:
Giếng chìm: trên mặt đất hoặc trong hố đào nơng có nền được chuẩn bị
đặc biệt, người ta làm thành tường vây của cơng trình có để hở cả phía trên
và phía dưới. Trong lịng giếng, người ta bố trí các máy đào đất cịn bên
ngồi thành giếng thì bố trí các cần trục vận chuyển khối lượng đất đào ra
khỏi lịng giếng. Cũng có thể đào giếng bằng phương pháp thủy lực. Dưới tác
dụng của trọng lượng bản thân giếng, giếng sẽ tự chìm vào lịng đất. Tuy
nhiên, để giảm thiểu ma sát ở thành ngoài giếng, người ta có thể bố trí các
xói nước thủy lực, làm lớp vữa sét quanh mặt ngoài giếng và đất, quét lớp
bitum giảm ma sát. Sau khi hạ giếng đến độ sâu yêu cầu thì tiến hành bịt đáy
giếng và tiến hành thi công các kết cấu bên trong giếng theo thứ tự từ dưới
lên trên.
Giếng chìm hơi ép: trên mặt đất làm một hộp kín với nắp là sàn giếng,
đáy dưới nằm sát phần đào của chân giếng, trong đó có lắp ống lên xuống và

thiết bị điều chỉnh áp suất khơng khí; bên cạnh có trạm khí nén và máy bơm.
Đất đào được trong giếng được đưa lên mặt đất qua ống lên xuống và thiết bị
điều chỉnh áp suất khơng khí nói trên. Trong khơng gian cơng tác của giếng
chìm hơi ép, người ta bơm khí nén tới áp lực bằng áp lực thủy tĩnh, do vậy
công tác đào đất được khô ráo. Cùng với hộp kín đi sâu vào đất, ta thi cơng
tiếp phần kết cấu nằm bên trên hộp kín nói trên. Phương pháp này thường
được dùng trong đất yếu có mực nước ngầm cao, dịng chảy mạnh, những
nơi ngập nước và có độ sâu từ 30-35m.
1.2

Đặc điểm của cơng trình hố đào sâu:

1.2.1 Cơng trình hố đào là một loại cơng việc tạm thời, sự dự trữ về an
toàn là bé nhưng liên quan chặt chẽ với tính địa phương và điều kiện địa chất của
từng địa phương. Nói chung, cơng trình hố đào là sự đan xen giữa khoa học về đất
đá, cơ học kết cấu và kỹ thuật thi công.


5

1.2.2. Cơng trình hố đào chịu ảnh hưởng đáng kể của xu thế thời đại.
Nghĩa là đang tăng cả về độ sâu, diện tích mặt bằng, quy mơ cơng trình.
1.2.3 Cơng trình hố đào phát triển cùng xu hướng cải tạo lại các thành phố
cũ, gắn liền với việc cải tạo lại các cơng trình cao tầng. Các cơng trình này tập
trung trong những khu dân cư đông đúc, khả năng giao thông hạn chế, phần lớn là
xây chen nên việc thi cơng hố đào rất khó khăn. u cầu tất yếu đặt ra là hố đào
phải đảm bảo tính ổn định, cũng như chuyển vị của thành hố đào phải được khống
chế trong giới hạn cho phép, tránh gây tác động xấu cho các cơng trình lân cận.
1.2.4 Tính chất của đất đá thường thay đổi trong khoảng rộng. Điều kiện
khảo sát chỉ cho thấy phần nào tính chất của đất đá mà thôi, không thể hiện đầy đủ

được sự thay đổi bất thường về địa chất, thủy văn, … Cơng trình hố đào gắn bó
chặt chẽ với sự thay đổi bất thường đó. Do vậy, cơng tác thiết kế và thi cơng các
cơng trình hố đào thường gặp nhiều khó khăn.
1.2.5 Cơng trình hố đào bao gồm nhiều khâu, nhiều giai đoạn thi công
khác nhau. Do vậy, chỉ cần thất bại trong một cơng đoạn nhỏ cũng có thể gây ra
sự cố nghiêm trọng cho cả cơng trình.
1.2.6 Cơng trình hố đào cũng chịu sự ảnh hưởng rất lớn từ việc thi cơng
của các cơng trình lân cận. Nếu các cơng trình lân cận đang tiến hành đóng cọc, hạ
nước ngầm, đào đất … thì có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho cơng trình hố
móng.
1.2.7 Cơng trình hố đào thường có thời gian thi cơng kéo dài, từ khi đào
đất cho đến khi hoàn thành toàn bộ các phần khuất của cơng trình. Đây là q
trình cơng trình hố đào phải trải qua nhiều lần mưa to, nhiều lần chất tải, chấn
động, tích lũy các sai phạm trong từng giai đoạn thi cơng. Do vậy, tính ngẫu nhiên
của mức độ an toàn là tương đối lớn, sự cố xảy ra thường dẫn đến hậu quả nghiêm
trọng.
1.3

Những yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị của đất quanh hố móng:

Thực tế cho thấy đối với các hố đào sâu, đất và cơng trình ln chuyển vị với
một giá trị nào đó. Những chuyển vị này cần phải được dự tính, đơi khi cần phải
được khống chế ở một giới hạn nào đó để tránh gây ra tác động xấu cho các cơng
trình lân cận. Để thực hiện được những mục tiêu này, cần đưa ra tiến độ thi công,
phương pháp đào đất phù hợp cũng như phải có giải pháp chắn giữ thành hố đào
thật hợp lý. Những nguyên nhân gây nên chuyển vị thành hố đào có thể kể đến các
nguyên nhân chính sau đây:
1.3.1 Tác động của sự thay đổi trạng thái ứng suất trong nền:
Khi đào đất, chúng ta trực tiếp làm thay đổi trạng thái ứng suất, biến dạng
của đất tự nhiên. Đáy hố đào được giải phóng khỏi tải trọng đứng của khối đất bên

trên nên sẽ trồi lên. Đồng thời, áp lực ngang của đất quanh tường chắn sẽ gây ra
chuyển vị ngang của tường. Giải pháp chống đỡ chỉ giúp khống chế phần nào chứ
khơng triệt tiêu hồn tồn chuyển vị ngang này.
Sau khi đã đào xong hố móng, việc xây dựng cơng trình trong hố đào cũng
gây ra độ lún cho đáy hố móng. Trong khi đó, các chuyển vị ngang xuất hiện trong
q trình đào móng vẫn được duy trì một phần hay hồn tồn.
1.3.2 Kích thước hố móng:


6

Hình dạng mặt bằng, kích thước mặt bằng và độ sâu hố đào cũng gây ảnh
hưởng lớn đến sự mở rộng, sự phân bố chuyển vị của đất xung quanh và bên dưới
đáy hố móng.
1.3.3 Tình trạng nước ngầm:
Tác động của nước ngầm đối với độ lún của đất là rất đa dạng và xảy ra theo
từng giai đoạn khác nhau của q trình thi cơng đào đất. Dịng thấm là nguyên
nhân làm giảm áp lực nước ngầm, làm gia tăng ứng suất hữu hiệu và độ lún ngoài
biên hố móng.
1.3.4 Ứng suất ngang ban đầu trong đất:
Trong các vùng đất cao, tồn tại những ứng suất theo phương ngang ở trong đất
kiểu như trong sét quá cố kết, giá trị của hệ số áp lực đất lớn hơn K0, biến dạng
của đất xung quanh hố đào tăng, thậm chí xảy ra ngay trong cả những hố đào
nông. Đối với đất có tính nén thấp, giá trị của hệ số áp lực ở trạng thái nghỉ là K0,
biến dạng thường nhỏ hơn.
1.3.5 Độ cứng của hệ chống đỡ:
Việc tăng độ cứng của hệ chống đỡ làm giảm chuyển dịch của đất bên ngồi
hố móng. Tuy nhiên, việc gia tăng đáng kể độ cứng của hệ chống đỡ cũng chỉ có ý
nghĩa làm giảm đi một lượng nhỏ sự dịch chuyển của đất xung quanh hố đào mà
thôi.

1.3.6 Tác động của việc gia tải trước:
Việc gia tải trước cho hệ giằng của hố đào sâu nhằm làm giảm độ lún bên
ngoài cho các loại đất rời hay sét có độ cứng trung bình và cứng, bằng cách liên
kết cọc cừ cứng và dầm, ví dụ như cọc cừ thép và dầm tường bằng bêtơng cốt
thép. Ngồi ra, cũng có thể giảm dịch chuyển của đất nếu gia cường độ cứng của
đất bằng hiệu ứng trễ của đường cong biến dạng - ứng suất của đất trong quá trình
dỡ tải, kết hợp với sự gia tải và dỡ tải lặp đi lặp lại trong các thanh chống và giằng
tại các vị trí chắn giữ.
Ngồi các ngun nhân chính trên đây, cịn có những yếu tố khác cũng ảnh
hưởng đến chuyển vị của đất quanh hố đào, chẳng hạn như biện pháp thi cơng,
kinh nghiệm thi cơng của nhà thầu trong q trình thi cơng các hố đào sâu.
1.4
Tình hình sử dụng các hố đào sâu cho các cơng trình có tầng hầm trên
thế giới và tại Việt Nam:
1.4.1 Trên thế giới:
Tại thành phố Matxcơva, người ta đã tiến hành xây dựng lần đầu tiên một
garage có sức chứa lên đến 2000 ơtơ con. Để xây dựng cơng trình, người ta đã tiến
hành đào 274000 m3 đất, đổ 4000 m3 bêtông tại chỗ và 19500 m3 bêtông đúc sẵn.
Phương án chắn giữ thành hố đào được chọn là phương án tường trong đất. Thời
gian thi công các tường này lên đến 06 tháng.
Ở Genève, Thụy Sỹ, bằng phương pháp giếng chìm, người ta đã tiến hành xây
dựng 1 garage ngầm 7 tầng, hình trịn có sức chứa 530 ơtơ con. Giếng chìm được
hạ vào đất bằng phương pháp “áo sét xúc biến”. Công trình có đường kính 57m,
sâu 28m, sàn trên cùng ở cao độ -3m (so với cao độ đường phố hiện hữu).
1.4.2 Ở Việt Nam:
Cơng trình Nhà điều hành sản xuất cơng ty điện lực thành phố Hồ Chí
Minh:
Địa chỉ: 35, Tôn Đức Thắng, Quận 1, Tp.HCM.

7

Cơng trình cao 86.4m, gồm 22 tầng lầu và 03 tầng hầm, có hố đào sâu
đến 10m, đã dùng phương án tường trong đất để chắn giữ thành hố đào.
Tường chắn liên tục này được thi công bằng phương pháp top – down.
Tường trong đất dày 0.6m, sâu 22m được dùng để chắn giữ cho mặt bằng
móng 53.45m*70.25m. Tường trong đất ở cơng trình này được thi cơng
thành từng Panel, sau đó ghép lại với nhau.

Hình 1-1: Tồn cảnh cơng trình nhà điều hành sản xuất cơng ty điện lực
thành phố Hồ Chí Minh
Một số hình ảnh trong q trình thi cơng:

Hình 1-2: Sàn tầng hầm thứ nhất


8

Hình 1-3: Đào đất thi cơng tầng hầm thứ 2

Hình 1-4: Vận chuyển đất ra khỏi hố đào.


9

1.5
Giới thiệu về cơng trình được tiếp cận trong đề tài – Cơng trình “The
Centec Tower”:
Địa chỉ: 72 - 74, Nguyễn Thị Minh Khai, Quận 3, Tp.HCM.
Cơng trình gồm 22 tầng trên mặt đất và 03 tầng hầm. Tổng chiều cao

cơng trình là 97.80m.
Phương án tường chắn đất được chọn là phương án tường liên tục, dày
0.6m, sâu 24.0m. Để chống đỡ tường liên tục này, người ta tiến hành bố trí 3
tầng hệ giằng chống ở các cao độ khác nhau: -1.90m, -5.50m, -9.10m (so với
cao độ đỉnh tường).
Phần ngầm của cơng trình đươc thi cơng bằng phương pháp bottom – up.

Hình 1-5: Tồn cảnh tịa nhà The Centec Tower
Một số hình ảnh trong q trình thi cơng:


10

Hình 1-6: Hình ảnh tầng chống thứ nhất tường tầng hầm.

Hình 1-7: Hình ảnh tầng chống thứ hai, ba của tường tầng hầm.


11

Hình 1-8: Tiếp tục đào đất thi cơng tầng chống thứ ba tường tầng hầm.

Hình 1-9: Vận chuyển đất ra khỏi hố đào.
1.6

Một số nghiên cứu về hố đào sâu:
1.6.1 Trên thế giới:
Malcom Puller: Hố đào sâu: Cẩm nang thực tế thi công.
Kai.S.Wong: Hố đào sâu trong đất sét.
Peck.R.B: Hố đào sâu và đường hầm trong đất yếu.

12

Clough và O’Rourker: Dựa vào các quan trắc thực tế, đưa ra tương quan giữa
chuyển vị ngang lớn nhất với độ cứng của tường chắn, giữa hệ số an toàn và vùng
nền.
Brian Brenner, David L.Russ và Bratrice J.Nessen: Nghiên cứu về sự dịch
chuyển của đất và ảnh hưởng của nó đến cơng trình lân cận trong q trình thi
cơng đào đất.
1.6.2 Ở Việt Nam:
Nguyễn Thế Phùng: Công nghệ thi công cơng trình ngầm bằng phương pháp
tường trong đất.
Nguyễn Việt Tuấn: Dự báo sự chuyển dịch của đất nền xung quanh hố đào.
Đỗ Đình Đức: Thi cơng hố đào cho tầng ngầm nhà cao tầng trong đô thị Việt
Nam.
Trần Thanh Tùng: Nghiên cứu phương pháp tính tốn và kiểm tra ổn định
cơng trình tường trong đất bảo vệ 2 tầng hầm của nhà 14 tầng trên đất yếu ở Q7,
Thành phố Hồ Chí Minh.
Hồng Thế Thao: Phân tích ứng xử giữa đất và tường cơng trình trạm bơm
Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè trong q trình thi cơng đào đất.


13

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN HỐ ĐÀO SÂU
ĐƯỢC CHẮN GIỮ BẰNG TƯỜNG CHẮN LIÊN TỤC.
2.1 Tính tốn áp lực đất bằng các cơng thức lý thuyết:
2.1.1 Lý thuyết tính tốn áp lực đất tác dụng lên kết cấu chắn giữ của hố đào
sâu:

2.1.1.1 Phân loại áp lực ngang của đất: [3]
Khi tính tốn kết cấu chắn giữ, áp lực tác động vào bề mặt tiếp xúc của kết cấu
chắn giữ với thể đất được gọi là áp lực đất. Độ lớn và quy luật phân bố của áp lực đất
có liên quan mật thiết đến các nhân tố hướng và độ lớn của chuyển vị ngang của kết
cấu chắn giữ, tính chất của đất, độ cứng và độ cao của kết cấu chắn giữ. Nhưng việc
xác định áp lực đất dựa theo các yếu tố nêu trên nhìn chung là khá phức tạp, do vậy
hiện nay người ta vẫn dùng lý thuyết của Coulomb với những hiệu chỉnh bằng số liệu
thực nghiệm.
Áp lực ngang của đất được phân thành các loại sau đây:
Áp lực đất tĩnh: Nếu tường chắn đất được duy trì ở trạng thái tĩnh tại bất động
(tường khơng dịch chuyển) thì áp lực đất tác động vào tường gọi là áp lực đất tĩnh.
Hợp lực của áp lực đất tĩnh tác dụng lên mỗi m dài tường chắn đất được biểu thị bằng
E0 (kN/m), cường độ áp lực đất tĩnh biểu thị bằng p0 (kPa). Áp lực đất tĩnh chính là
ứng suất pháp có độ lớn tăng tuyến tính theo chiều sâu, chính là ứng suất do trọng
lượng bản thân.
Áp lực ngang của đất có khuynh hướng đẩy trượt kết cấu chắn giữ. Và khi kết
cấu chắn giữ bị trượt ra hay lấn vào khối đất, khối đất đạt trạng thái cân bằng giới hạn
dẻo và áp lực ngang tương ứng của đất đạt cực trị, được gọi là áp lực ngang của đất ở
trạng thái cân bằng phá hoại dẻo. Có hai loại áp lực ngang cực trị là:
Áp lực đất chủ động: Nếu tường chắn đất dưới tác động của áp lực đất lấp mà
lưng tường dịch chuyển theo chiều đất lấp, khi đó áp lực đất tác động vào tường sẽ từ
giá trị áp lực đất ở trạng thái tĩnh mà giảm dần đi. Khi thể đất ở sau lưng tường đạt
đến trạng thái cân bằng, đồng thời xuất hiện mặt trượt liên tục làm cho thể đất trượt
xuống, khi đó áp lực đất giảm đến giá trị nhỏ nhất, gọi là áp lực đất chủ động, biểu thị
bằng EA (kN/m) và pa (kPa).
Áp lực đất bị động: Nếu tường chắn đất dưới tác dụng của ngoại lực di động
theo chiều đất lấp, khi đó áp lực của khối đất phía sau lưng tường sẽ từ giá trị của áp
lực đất tĩnh mà tăng dần lên, liên tục cho đến khi thể đất đạt trạng thái cân bằng, đồng
thời xuất hiện mặt trượt liên tục, thể đất ở phía sau lưng tường bị chèn đẩy lên. Khi
đó, áp lực đất tăng đến trị số lớn nhất, gọi là áp lực đất bị động, biểu thị bằng EP

(kN/m) và pp (kPa).


14
E
Ep

E0
Ea
Chuyển vị ra khỏi khố i đất

Chuyể n vị vào khối đấ t

Hình 2-1: Sự thay đổi áp lực ngang của đất theo độ
dịch chuyển của tường chắn
2.1.1.2 Lý thuyết áp lực đất của Coulomb: [1], [3]
Dựa trên các giả thiết sau đây:
1. Giả định tường chắn là cứng. Đất lấp phía sau tường là đất cát đồng đều, khi
lưng tường dịch chuyển tách xa thể đất hoặc đẩy về phía thể đất, thể đất sau lưng
tường sẽ đạt đến trạng thái cân bằng giới hạn. Nêm đất trượt ABC là thể cứng.
2. Mặt trượt của thể trượt hình thành thông qua 2 tổ mặt phẳng ở chân tường:
Mặt AB men theo lưng tường.
Mặt BC hình thành ngay trong lăng thể đất.
3. Khi có lực dính thì lực dính phân bố đều trên mặt trượt BC.
Áp lực chủ động Ea:
G

C
A

ψ

β

α

H
W

δ

E

T2

T1

K
ψ

B

ψ =90-δ-α

E

W

N2

H

I

N1
R

ψ + θ−ϕ

R

θ−ϕ

θ

Hình 2-2: Tính áp lực đất chủ động Coulomb.
Theo tam giác lực của hình vẽ trên đây, lúc E, R và W đạt đến trạng thái cân
bằng giới hạn, ta có:
E
W
=
sin(θ − ϕ ) sin[180 − (ψ + θ − ϕ )]

(2.1)