Khảo sát sự thay đổi nội lực và chuyển vị của tường trong đất trong quá trình thi công các tầng hầm nhà cao tầng

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

ĐOÀN CÔNG NAM

KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ
CỦA TƯỜNG TRONG ĐẤT TRONG QUÁ TRÌNH
THI CÔNG CÁC TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG

CHUYÊN NGÀNH

: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

MÃ SỐ NGÀNH

: 31.10.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2004


PHẦN I
Nghiên cứu TỔNG QUAN


PHẦN II
Nghiên cứu đi sâu và phát triển

PHẦN III
Nhận xét-kếT luận - kiến nghị


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

Thầy hướng dẫn:
Tiến Siõ CHÂU NGỌC ẨN

Thầy chấm phản biện 1:

Thầy chấm phản biện 2:

Luận văn cao học này được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
CAO HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày 06 tháng 09 năm 2004.


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

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc
……………………………………………..

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: ĐOÀN CÔNG NAM
NGÀY THÁNG NĂM SINH: 25-08-1979

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

PHÁI: NAM
NƠI SINH: QUẢNG NAM
MÃ SỐ: 31.10.02

I.TÊN ĐỀ TÀI:
KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG TRONG ĐẤT
TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÁC TẦNG HẦM NHA ØCAO TẦNG
II.NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1.NHIỆM VỤ:

Nghiên cứu cấu tạo, quá trình thi công và khảo sát sự làm việc của tường trong đất
trong quá trình thi công các tầng hầm nhà cao tầng.
2.NỘI DUNG:
PHẦN I: TỔNG QUAN

Chương 1 : Tình hình phân bố địa chất khu vực thành phố Hồ Chí Minh.
Chương 2 : Giới thiệu chung về các loại tường chắn đất và các dạng kết cấu chắn giữ
hố móng sâu .
Chương 3: Nghiên cứu lý thuyết tính toán tường trong đất.
PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN
Chương 4: Nghiên cứu biện pháp thi công kết cấu chắn giữ hố móng trong xây dựng các
tầng hầm nhà cao tầng.
Chương 5: Nghiên cứu lý thuyết phần tử hữu hạn trong địa cơ và phần mềm tính toán địa
kỹ thuật.
Chương 6: Nghiên cứu tính toán công trình thực tế: Tường trong đất chắn giữ hố móng
trong thi công các tầng hầm nhà cao tầng.
PHẦN III: NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Chương 7 : Nhận xét, kết luận và kiến nghị.

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
:
IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :

THẦY HƯỚNG DẪN

TS CHÂU NGỌC ẨN

09/02/2004
10/08/2004

CHỦ NHIỆM NGÀNH

BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH

GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG

ThS VÕ PHÁN

Nội dung và đề cương Luận Văn Thạc Só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua
Ngày 09 tháng 02 năm 2004
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
KHOA QUẢN LÝ NGÀNH


LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập tại trường, mặc dù thời gian không phải là quá
nhiều nhưng lượng kiến thức mà các Thầy Cô trang bị khá phong phú, làm
nền tảng để có thể phát triển theo nhiều hướng sau này.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô đã tận tình truyền đạt cho em

những kiến thức quý báu trong suốt hai năm học qua.
Xin chân thành cảm ơn thầy Tiến só Châu Ngọc Ẩn và thầy Giáo sư
Tiến só khoa học Lê Bá Lương đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình lựa
chọn đề tài và phương hướng nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn thầy Tiến só Châu Ngọc Ẩn đã tận tình chỉ
dẫn trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Con vô cùng biết ơn cha, mẹ, anh chị em đã luôn nhắc nhỡ, động viên
để hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các anh chị đã và đang công tác tại Công ty
Cideco, bạn bè đã tạo điều kiện, hỗ trợ tinh thần, vật chất cho việc thực hiện
luận văn.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 08 năm 2004
HV. Đoàn Công Nam


TÊN ĐỀ TÀI
KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG TRONG
ĐẤT TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÁC TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG
TÓM TẮT
Nhu cầu khai thác không gian dưới mặt đất cũng như xây chen trong xây dựng công
trình, nhất là ở các đô thị lớn, ngày càng nhiều do cần phải tiết kiệm đất đai, do yêu cầu
thông thường của thành phố hiện đại. Tuy nhiên, việc khảo sát, thiết kế và thi công kết
cấu chắn giữ hố móng, đặc biệt những công trình vừa và nhỏ, chưa được quan tâm đúng
mức. Vả lại, hiện nay có rất nhiều quan niệm chưa thống nhất trong việc tính toán kết
cấu chắn giữ hố móng. Với lòngï đam mê học hỏi, tác giả đã tham gia vào nghiên cứu
lónh vực này và kết quả được thể hiện qua nội dung của Luận văn.
Từ chương 1 đến chương 3 của Luận văn sẽ đi vào nghiên cứu tìm hiểu về tình hình phân
bố địa chất khu vực thành phố Hồ Chí Minh, Các dạng kết cấu chắn giữ và các phương
pháp tính toán thường gặp của một số tác giả. Phần này chỉ mang tính tìm hiểu lý thuyết

là chính.
Từ chương 4 đến chương 6 sẽ đi sâu vào nghiên cứu các biện pháp thi công kết cấu chắn
giữ hố móng và kết cấu tầng hầm. Nghiên cứu việc ứng dụng phương pháp PTHH vào
tính toán kết cấu chắn giữ thông qua phần mềm tính toán địa kỹ thuật, cụ thể là Phần
mềm Plaxis. Sau đó, ứng dụng vào tính toán công trình thực tế.
Trong chương 7 của Luận văn sẽ đưa ra các nhận xét, kết luận về việc lựa chọn giải
pháp thi công, chiều sâu hợp lý, phản lực thanh chống, ảnh hưởng của việc cấu tạo liên
kết đến nội lực và chuyển vị của hệ kết cấu chắn giữ. Ngoài ra, tác giả cũng đưa ra các
mặt hạn chế trong việc tính toán và hướng nghiên cứu tiếp.


TITLE
VARIANT OBSERVATION OF INTERNAL FORCE AND
DISPLACEMENT OF THE DIAPHRAGM WALL DURING THE
BASEMENTS CONSTRUCTION OF MULTI STORIES BUILDING

THESIS SUMMARY
Exploitation of underground space, and inserting structure during construction
works are becoming more than more requested at big urban center, due to the
restricting area of construction, to the normal requirements of advanced cities.
However, the observation, designing and execution of the soil retaining walls
protected excavation, especially at constructions of small and average size,
are still not be put in consideration as it would be. Further more there are still
many differences in method for the soil retaining structures calculation. With
his passion for new learning, the author had participate into the research of the
captioned matter, the result of which is described through the thesis ‘s
contents.
From chapter 1 to chapter 3, the thesis will concentrate into the study of the
geologic distribution in Ho Chi Minh City Territories, the types of soil
retaining structure protected excavation, the usual calculation methods of

some authors. The part is mainly a theory aimed one.
From chapter 4 to chapter 6, the thesis will enforce in the study of execution
solution in respect of the basement structure and soil retaining structure
protected excavation, the finite element method application is particularly
explained during the soil retaining structure calculation through computer
software for geotechnics calculation. We would like to concern with Plaxis
Software. And then its application in the calculation of actual construction
projects.
In Chapter 7, the thesis will suggest some comments, and conclusion on the
choice of the execution solution, on the reasonable depth, on the reaction of
the supports, while describing the limit of the calculation method and his next
to come study plan.


1. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................................................... 1
2. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI .............................................................................. 3
3. PHƯƠNG HƯỚNG CỦA ĐỀ TÀI ................................................................. 6

PHẦN I : NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
TÌNH HÌNH PHÂN BỐ ĐỊA CHẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ
HỒ CHÍ MINH

1.1. PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT . 7
1.1.1. Phân chia các lớp đất ............................................................................... 7
1.1.2. Các đặc trưng tiêu chuẩn ........................................................................ 7
1.1.3. Các đặc trưng tính toán ........................................................................... 8
1.2. MỘT SỐ MẶT CẮT ĐỊA CHẤT ĐIỂN HÌNH ........................................ 9
1.2.1. Mặt cắt địa chất khu vực Quận 7 ............................................................. 9
1.2.2. Mặt cắt địa chất khu vực Quận 3............................................................ 12
1.2.3. Mặt cắt địa chất khu vực Quận 1............................................................ 16

1.2.3.1. Cấu tạo địa chất .................................................................................. 16
1.2.3.2. Xử lý các số liệu đầu vào trong phân tích Plaxis.............................. 19
1.3. CÁC NHẬN XÉT – KẾT LUẬN ............................................................. 20

GIỚI THIỆU CHUNG CÁC LOẠI TƯỜNG CHẮN ĐẤT VÀ
CÁC DẠNG KẾT CẤU CHẮN GIỮ HỐ MÓNG SÂU

2.1. CÁC LOẠI TƯỜNG CHẮN ĐẤT ............................................................ 22
2.1.1. Tường trọng lực ...................................................................................... 22
2.1.2. Tường cắm sâu ...................................................................................... 24
2.1.3. Tường đất gia cường .............................................................................. 26
2.1.4. Tường hỗn hợp ...................................................................................... 28
2.2. CÁC DẠNG KẾT CẤU CHẮN GIỮ HỐ MÓNG SÂU ......................... 29
2.2.1. Phân loại tường vây hố móng ................................................................ 29
2.2.2. Lựa chọn kết cấu chắn giữ hố móng ...................................................... 31


NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TƯỜNG TRONG
ĐẤT

3.1. XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN .................................. 33
3.1.1. Áp lực đất tónh ......................................................................................... 33
3.1.2. p lực đất chủ động, bị động ................................................................ 33
3.1.2.1. Lý thuyết cân bằng dẻo của Rankine................................................ 34
3.1.2.2. Lý thuyết Coulomb và tường nhám ................................................... 36
3.1.3. Tính áp lực đất trong trường hợp trên mặt đất có tải trọng ................. 39
3.2. NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TƯỜNG TRONG
ĐẤT ................................................................................................................... 44
3.2.1. Những phương hướng tính toán tường cọc bản nói chung .................... 44
3.2.2. Những phương pháp giải tích tính toán tường trong đất ........................ 46

3.2.2.1. Phương pháp dầm liên tục .................................................................. 46
3.2.2.2. Phương pháp Sachipana...................................................................... 48
3.2.2.3. Phương pháp đàn hồi .......................................................................... 52
3.2.2.4. Phương pháp tính lực trục thanh chống, nội lực thân tường biến đổi
theo quá trình đào móng .................................................................................. 57
3.2.3. Kiểm tra tính ổn định của hố móng ........................................................ 60
3.2.3.1. Kiểm tra hiện tượng bùng đáy hố móng ........................................... 60
3.2.3.2. Kiểm tra ổn định chống phun trào .................................................... 62
3.2.3.3. Kiểm tra ổn định chống cột nước có áp ............................................ 64

PHẦN II : NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN
NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP THI CÔNG KẾT CẤU CHẮN
GIỮ HỐ MÓNG TRONG XÂY DỰNG CÁC TẦNG HẦM
NHÀ CAO TẦNG

4.1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 65
4.1.1. Đặc điểm của các tầng hầm nhà cao tầng ............................................. 65
4.1.1.1. Định nghóa............................................................................................ 65
4.1.1.1. Đặc điểm của tầng hầm các công trình nhà cao tầng...................... 65
4.1.2. Các giải pháp kỹ thuật thi công tầng hầm nhà cao tầng ..................... 65
4.1.3. Các yêu cầu kỹ thuật và quy trình chung về thi công tầng hầm ........... 66
4.1.3.1. Công tác chuẩn bị ............................................................................... 66


4.1.3.2. Thoát nước công trình ........................................................................ 67
a) Những quy định chung .................................................................................... 67
b) Biện pháp thoát nước mặt ............................................................................... 67
c) Biện pháp thu nước hố móng........................................................................... 68
4.1.3.3. Công tác đào đất ................................................................................. 69
4.1.3.4. Thi công các kết cấu tầng hầm .......................................................... 69

4.1.3.5. Công tác chống thấm .......................................................................... 70
4.2. THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP TỪ DƯỚI LÊN ............................ 70
4.2.1. Các quy định chung ................................................................................ 70
4.2.2. Thu nước hố móng .................................................................................. 71
4.2.2.1. Biện pháp thu nước mặt ..................................................................... 71
4.2.2.2. Biện pháp thu nước ngầm ................................................................. 71
4.2.3. Đào đất hố móng ..................................................................................... 72
4.2.3.1. Đào đất với các hố móng không cần biện pháp chống đỡ thành hố
móng .................................................................................................................. 72
4.2.3.2. Biện pháp đào đất với hố móng sâu có hệ giằng chống tường chắn
đất ...................................................................................................................... 74
4.2.4. Biện pháp gia cố vách đất bằng kết cấu chống đỡ ................................. 76
4.2.4.1. Biện pháp chống đỡ thành hố móng đối với hố móng nông ............ 77
4.2.4.2. Chống đỡ thành hố móng bằng tường cọc ván ................................. 77
a) Cấu tạo tường cọc ván .................................................................................... 80
b) Thiết bị hạ cọc ván .......................................................................................... 81
4.2.5. Hệ giằng chống tường chắn đất.............................................................. 86
4.2.6. Thi công các kết cấu của tầng hầm ........................................................ 95
4.3. THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP TỪ TRÊN XUỐNG (PHƯƠNG
PHÁP TOP – DOWN) ..................................................................................... 95
4.3.1. Các quy định chung ................................................................................ 95
4.3.1.1. Định nghóa............................................................................................ 95
4.3.1.2. Đặc điểm của phương pháp thi công từ trên xuống ........................ 95
4.3.1.3. Trình tự thi công ................................................................................ 96
4.3.2. Công tác chuẩn bị ................................................................................... 98
4.3.3. Thi công tường chắn đất BTCT .............................................................. 99
4.3.3.1. Các quy định chung ............................................................................ 99
a) Định nghóa ...................................................................................................... 99
b) Đặc điểm của thi công tường trong đất ........................................................... 99
4.3.3.2. Công tác chuẩn bị ............................................................................. 102

4.3.3.3. Thi công tường dẫn ........................................................................... 103


4.3.3.4. Đào đất tường chắn ........................................................................... 104
4.3.3.5. Gia công và lắp đặt cốt thép ............................................................ 106
4.3.3.6. Đổ bê tông ......................................................................................... 107
4.3.3.7. Cốp pha tại đầu đốt hào và liên kết giữa các tấm tường .............. 108
4.3.3.8. Quy trình thi công bentonite ............................................................ 110
4.3.4. Thu nước hố móng ................................................................................ 112
4.3.4.1. Các quy định chung .......................................................................... 112
4.3.4.2. Biện pháp thu nước lộ thiên ............................................................ 112
4.3.4.3. Biện pháp thu nước lộ thiên kết hợp giếng thu nước ngầm ......... 113
4.3.5. Biện pháp đào đất ................................................................................. 113
4.3.5.1. Đặc điểm của công tác đào đất tầng hầm theo phương pháp Top down ................................................................................................................ 113
4.3.5.2. Đào đất giai đoạn 1 .......................................................................... 113
4.3.5.3. Đào đất giai đoạn 2 .......................................................................... 114
4.3.6. Thi công các hệ đà sàn của tầng hầm .................................................. 116
4.3.6.1. Các quy định chung ........................................................................... 116
4.3.6.2. Đục tường Barrete tại các vị trí tiếp xúc dầm sàn tầng hầm ...... 117
4.3.6.3. Lắp đặt cốp pha hệ dầm sàn tầng hầm .......................................... 117
4.3.6.4. Lắp đặt cốt thép ............................................................................... 118
4.3.6.5. Đổ bê tông ........................................................................................ 123
4.3.7. Công tác chống thấm tường và bản đáy tầng hầm ............................... 124
NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG ĐỊA CƠ VÀ
PHẦN MỀM TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
5.1. LÝ THUYẾT PHẦN TỬ HỮU HẠN ..................................................... 125
5.1.1. Giới thiệu chung .................................................................................... 125
5.1.1.1. Khái niệm về phương pháp PTHH .................................................. 125
5.1.1.2. Trình tự phân tích bài toán theo phương pháp PTHH................... 125
5.1.2. p dụng PTHH vào phân tích bài toán địa kỹ thuật ............................ 133

5.1.2.1. Những thủ tục cơ bản khi giải bài toán phi tuyến bằng phương pháp
PTHH ............................................................................................................... 134
5.1.2.2. Sơ lược về mô hình vật liệu .............................................................. 138
a) Giới thiệu chung về ứng suất và biến dạng ................................................... 138
b) Biến dạng đàn hồi ......................................................................................... 141
c) Phân tích không thoát nước với các thông số hữu hiệu ................................. 141
d) Phân tích không thoát nước với những thông số không thoát nước ............... 144


e) Ứng suất tiền cố kết ban đầu trong các mô hình tiến bộ ............................... 144
f) Ứng suất ban đầu ........................................................................................... 145
5.2. PHẦN MỀM PLAXIS (HÀ LAN – PHÁP) ........................................... 146
5.2.1. Cấu trúc chương trình ......................................................................... 146
5.2.2. Tính năng của phần mềm Plaxis ........................................................ 147
5.2.3. Các lựa chọn mặc định, lời giải gần đúng .......................................... 148
5.2.4. Các thông số và mô hình nền sử dụng trong Plaxis ........................... 149
5.2.4.1. Giới thiệu ........................................................................................... 149
5.2.4.2. Phạm vi sử dụng 3 mô hình khác nhau ............................................ 149
5.2.4.3. Phân tích với những mô hình khác nhau ......................................... 150
5.2.4.4. Mô hình Mohr – Coulomb (MC) ...................................................... 151
a) Ứng xử đàn dẻo tuyệt đối .............................................................................. 151
b) Thiết lập công thức của mô hình Mohr - Coulomb........................................ 152
c) Những thông số cơ bản của mô hình Mohr - Coulomb .................................. 154
5.2.4.5. Mô hình Hardening Soil (HS) ........................................................... 156
a) Đường cong ứng suất biến dạng.................................................................... 157
b) Sự xấp xỉ Hyperbol của mô hình HS.............................................................. 158
c) Biến dạng thể tích dẻo trong trạng thái ứng suất 3 trục ................................ 159
d) Các thông số của mô hình HS ....................................................................... 160
e) Mũ chảy dẻo trong mô hình HS..................................................................... 161
5.2.4.5. Mô hình Soft Soil (SS) ....................................................................... 163

a) Trạng thái đẳng ứng suất và biến dạng......................................................... 164
b) Hàm biến dạng trong trạng thái ứng suất ba chiều (σ2' = σ3') ............................. 165
c) Các thông số trong mô hình SS ..................................................................... 166

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THỰC TẾ:
TƯỜNG TRONG ĐẤT CHẮN GIỮ HỐ MÓNG TRONG THI
CÔNG CÁC TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG

6.1. NGHIÊN CỨU LỜI GIẢI GIẢI TÍCH .................................................. 171
6.1.1. Các dữ liệu ban đầu ............................................................................... 171
6.1.2. Quá trình phân tích bài toán ................................................................ 172
6.2. PHÂN TÍCH BÀI TOÁN BẰNG PHẦN MỀM PTHH ........................ 180
6.2.1. Các dữ liệu nhập vào chương trình ....................................................... 180
6.2.1.1. Các thông số của đất nền ................................................................. 181
6.2.1.2. Các thông số của tường trong đất ................................................... 181


6.2.1.3. Các thông số của sàn tầng hầm ....................................................... 182
6.2.2. Kết quả phân tích bằng Plaxis .............................................................. 182
6.3. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ........................................................................... 186

PHẦN III : NHẬN XÉT – KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

7.1. NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN ................................................................. 191
7.2. MỘT SỐ KIẾN NGHỊ ............................................................................ 192
7.3. HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ................................................... 192

-1-

1. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trong công cuộc đổi mới, hoà chung với sự phát triển của khu vực và thế giới đất
nước ta đang trải qua những chuyển biến không ngừng. Điều đó thể hiện từng
ngày, từng giờ qua các chỉ tiêu phát triển kinh tế, tốc độ đầu tư, trình độ dân trí
khoa học, văn hoá. Để đáp ứng được sự phát triển đó đòi hỏi ngành xây dựng phải
có những giải pháp tối ưu trong thiết kế và thi công công trình để tiết kiệm đất
đai. Bên cạnh đó việc giải quyết nhà ở cho phù hợp với sự tăng dân số, sự tập
trung dân cư đến các thành phố lớn cũng là 1 nan đề do quỹ đất bị hạn chế. Nói
như vậy để thấy được nhu cầu khai thác không gian dưới mặt đất trong xây dựng
công trình, nhất là ở các đô thị lớn, ngày càng được quan tâm và phát triển.
Để thấy rõ chúng ta có thể tham khảo một số thông tin dự báo về sự tăng dân số
và nhu cầu sử dụng đất của thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2005:
™ Lượng cầu nhà ở:
Tỷ lệ tăng dân số thành phố là 1.34%, 1 năm tăng 110.000 người. Ngoài ra hàng
năm dân di cư đến thành phố từ 30.000 – 40.000 người (năm 1999 là 41.500
người, năm 2000 là 31.900 người). Tính bình quân diện tích ở 10m2/người thì nhu
cầu diện tích sàn cần sử dụng 1.400.000m2/năm. Hàng năm có 35.150 cặp vợ
chồng kết hôn, bình quân 1 căn nhà mới 50m2 thì nhu cầu diện tích
1.757.800m2/năm. Tổng 2 nhu cầu này là 3.000.000m2/năm. Nhu cầu di dời nhà
trên và ven kênh rạch, các hộ cư ngụ trong công sở đến năm 2005 là 12.000 căn
hộ.
Tổng số chung cư hư hỏng phải phá dỡ để xây lại đến năm 2005 là 24 chung cư,
diện tích ở 45.729m2, 2816 căn hộ.
Nhà ở cho người có thu nhập thấp dự kiến mỗi năm 8500 căn, tổng số đến năm
2005 là 42.500 căn.
Tính chung từ nay đến năm 2005, bình quân mỗi năm cần 5.000.000m2 nhà ở.
™ Lượng cầu đất công nghiệp:
+ Nhà xưởng:

• Phục vụ di dời : 2.850 (ha)
• Phát triển sản xuất : 328 (ha)


-2+ Kho bãi:
• Phục vụ di dời : 30 (ha)
• Phát triển mới : 50 (ha)
™ Lượng cầu về đất thương mại dịch vụ:
+ Công trình thương mại : 112 (ha)
+ Công trình dịch vụ : 50 (ha)
Phân tích để thấy rằng việc nghiên cứu những giải pháp kỹ thuật để thiết kế và thi
công nhà cao tầng là cần thiết. Vấn đề mà tác giả quan tâm ở đây là thiết kế và
thi công nền móng cho những công trình cao tầng có nhiều tầng hầm. Cụ thể là
những biện pháp chắn giữ để bảo vệ thành vách hố và công nghệ đào thích hợp
về mặt kỹ thuật – kinh tế cũng như an toàn về môi trường và không gây ảnh
hưởng xấu đến công trình lân cận đã xây dựng trước đó.
Trong những năm gần đây ở nước ta, tại các thành phố lớn như Hà Nội và Tp Hồ
Chí Minh cũng bắt đầu sử dụng các tầng hầm dưới các nhà cao tầng với hố đào có
chiều sâu đến hàng chục mét và chiều sâu của tường trong đất lên đến 40m, tổng
số có đến trên 10 công trình. Ví dụ như Cao ốc HARBOUR VIEW số 35 Nguyễn
Huệ Q.1 TP.HCM là một cao ốc gồm 20 tầng lầu và 3 tầng hầm. Diện tích chiếm
đất: 25mx27m = 675m2. Mặt bằng xây dựng chật hẹp, 2 mặt của công trình tiếp
giáp với tòa nhà 2 và 6 tầng đã có sẵn, 2 mặt còn lại tiếp giáp với 2 đường lớn
thuộc trung tâm TP.HCM. Tầng hầm của công trình có chiều sâu là 9,61m, mực
nước ngầm cách mặt đất thiên nhiên là 1,2m. Cao ốc Sài Gòn Center số 65 Lê Lợi
Q.1 TP.HCM. Trụ sở Vietcombank Hà Nội cao 22 tầng và 2 tầng hầm có hố móng
sâu 11m cũng dùng tường trong đất sâu 18m, dày 0.8m với tổng diện tích tường
2500m2 kết hợp với 101 chiếc neo đất đặt ở 2 cao trình +8.7m và +4.2m so với
cao trình +11m của mặt đất tự nhiên.
Tuy nhiên, việc thiết kế và thi công kết cấu chắn giữ hố móng rất ít được quan

tâm đúng mức, do Nhà thầu thiếu năng lực hay cũng có thể do những bên liên
quan không muốn bỏ ra một khoản kinh phí lớn cho biện pháp thi công nên chấp
nhận biện pháp có mức độ rủi ro cao. Thỉnh thoảng trên địa bàn thành phố Hồ Chí
Minh đã xảy ra những sự cố sạt lở hố móng, những sự cố gây lún sụt, nứt nẻ thậm
chí sụp đổ công trình lân cận do việc xây chen. Do đó, những người có chức trách
cần phải quan tâm và đầu tư hơn nữa trong việc nghiên cứu lónh vực này.
Trường hợp cụ thể, vào lúc 4 giờ ngày 28/7/2004, 3 căn nhà số 115, 117, 117B
nằm trên đường Nguyễn Cửu Vân, phường 17, quận Bình Thạnh đổ sập hoàn
toàn. Nguyên nhân do ảnh hưởng của việc thi công đào hố móng (sâu 6m, roäng


-3800m2) của công trình chung cư 10 tầng SaiGon View Apartment đã khởi công
xây dựng từ tháng 5/2003. Do đơn vị thi công đã báo động trước nguy cơ sập đổ
nên không thiệt hại về người. Ngoài ra, việc thi công phần móng còn gây ảnh
hưởng đến 30 căn nhà xung quanh.

Việc thi công các kết cấu chắn giữ hố móng là rất đa dạng, vì nó phụ thuộc vào
những điều kiện cụ thể và thiết bị cũng được hoàn thiện ngày càng tốt hơn. Cần
nhấn mạnh rằng không có loại công trình xây dựng nào mà các khâu từ khảo sát,
thiết kế, thi công và quan trắc lại có yêu cầu gắn bó chặt chẽ như đối với công
trình chắn giữ hố móng.
2. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Trong đề tài này tác giả chỉ tập trung nghiên cứu tường cừ, tường trong đất bảo vệ
hố móng trong khi thi công các tầng hầm nhà cao tầng.
Tác giả tham khảo tình hình địa chất thuỷ văn và kết cấu bên dưới của công trình
Cao ốc HARBOUR VIEW số 35 Nguyễn Huệ Q.1 TP.HCM để làm cơ sở thực tế
cho việc thực hiện đề tài.


-4-

-5-

3. PHƯƠNG HƯỚNG CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu cấu tạo 2 phương pháp thi công chắn giữ hố móng:
- Dùng cọc bản thép hoặc cọc bản BTCT làm kết cấu chắn giữ có đặt các thanh
chống hoặc neo cần thiết.
- Chắn giữ hố móng bằng tường liên tục trong đất.
Xác định chiều sâu hợp lý của tường trong đất.
Khảo sát sự phân phối nội lực tại vị trí giao nhau của tường và bản sàn.
Khảo sát sự thay đổi nội lực, chuyển vị của tường trong đất trong các giai đoạn
thi công kết cấu tầng hầm nhà cao tầng.


-6-

TÌNH HÌNH PHÂN BỐ ĐỊA CHẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ
HỒ CHÍ MINH
1.1. PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT
1.1.1. Phân chia các lớp đất
Một lớp địa chất công trình được xác định bằng quan sát sự thay đổi màu, độ hạt
trong quá trình khoan khảo sát hoặc dựa trên tập hợp các đặc trưng cơ lý (từ thí
nghiệm trong phòng và hiện trường ) của lớp đất đó
Được gọi là 1 lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị đặc trưng cơ-lý của nó
phải có hệ số biến động v đủ nhỏ theo QPXD 45-78, v có dạng sau :
υ=

σ
A

.100%

Trong đó :
- A : giá trị trung bình của 1 đặc trưng A =
- σ : độ lệch toàn phương trung bình

σ=

∑A

i

n

∑(A

i

− A)

2

n −1

Với :
- Ai : giá trị riêng của đặc trưng từ 1 thí nghiệm riêng
- n : số lần thí nghiệm
1.1.2. Các đặc trưng tiêu chuẩn
Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất là giá trị trung bình cộng của

các kết quả thí nghiệm riêng lẻ A (trừ lực dính đơn vị c và góc ma sát trong ϕ)
Các giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị c và góc ma sát trong ϕ được thực hiện
theo phương pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của ứng suất pháp
σi và ứng suất chống cắt cực hạn τi của các thí nghiệm cắt tương ứng,
τ = σ .tgϕ + c
Lực dính đơn vị tiêu chuẩn ctc và góc ma sát trong tiêu chuẩn ϕtc được xác định
theo các công thức sau :
c tc =

n
n
n
1 n

 ∑ τ i ∑ σ i2 −∑ σ i ∑ σ iτ i 
∆  i =1 i =1
i =1
i =1



-7n
1

 n ∑ σ iτ i − ∑ σ i ∑ τ i 
∆  i =1
i =1
i =1

n

tgϕ tc =

n

n
 n

∆ = n∑ σ i2 −  ∑ σ i 
i =1
 i =1 

Với

2

1.1.3. Các đặc trưng tính toán
Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một số tính
toán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán. Ở mức độ đơn
giản (như trong QPXD 45-78), đặc trưng tính toán được xác định bằng cách nhân
đặc trưng tiêu chuẩn với hệ số đồng nhất k
σ
Với
k = 1 − v = 1 − tc
tt

A

tc

A = k.A
Trong QPXD 45-78, các đặc trưng tính toán của đất được xác định theo công thức
sau:

A tt =

A tc
kd

Trong đó : Atc : giá trị đặc trưng đang xét
kd : hệ số an toàn về đất
+

kd =

1
: lực dính, góc ma sát trong, trọng lượng đơn vị và
1± ρ

cường độ chịu nén 1 trục tức thời.
+ k d = 1 : với các chỉ tiêu còn lại của đất.
™ Với chỉ số độ chính xác ρ được xác định như sau:
-

Với lực dính c và hệ số ma sát tgϕ , ta có:
ρ = tα υ

Để tính toán υ , các giá trị độ lệch toàn phương trung bình có dạng sau:
1 n 2
∑σ i

∆ i =1

σ c = στ

σ tgϕ = σ τ

Trong đó: σ τ =
-

n
∆

1 n
(σ i tgϕ tc + c tc − τ i ) 2
∑
n − 2 i =1

Với trọng lượng riêng γ và cường độ chịu nén 1 truïc Rc


-8ρ=

tα υ
n

σγ =

1 n tc
∑ (γ − γ i ) 2
n − 1 i =1

σR =

1 n
∑ ( Rctc − Rci ) 2
n − 1 i =1

™ Trong đó tα : hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy α , được xác định theo
QPXD 45-78
Khi tính nền theo biến dạng thì α = 0.85
Khi tính nền theo cường độ thì α = 0.95
1.2. MỘT SỐ MẶT CẮT ĐỊA CHẤT ĐIỂN HÌNH
1.2.1. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT KHU VỰC QUẬN 7
Hố thăm dò được thực hiện tại phường Phú Mỹ- Quận 7, bao gồm 4 hố khoan,
chiều sâu mỗi hố khoan 40m, có cấu tạo địa chất như sau:
Lớp 1 :
Đất sét hữu cơ lẫn bột và ít cát mịn, màu xám đen, độ dẻo cao, trạng thái rất
mềm. Trị số chuỳ tiêu chuẩn N = 0 -2. Lớp đất này có bề dày tại hố khoan H1 =
21.3m, H2 = 21.0m, H3 = 26.2m, H4 = 26.8m.
Tính chất cơ lý đặc trưng tiêu chuẩn của lớp như sau:
- Độ ẩm
: W = 91.8%
- Dung trọng tự nhiên
: γ w =1.434 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ đn =0.461g/cm3
- Sức chịu nén đơn
: Qu = 0.220 kg/cm2
- Lực dính đơn vị
: c = 0.086 kg/cm2

- Góc ma sát trong
: ϕ = 40
Lớp 2:
Đất sét pha cát, màu xám đen nâu vàng, độ dẻo trung bình trạng thái rắn vừa đến
rắn. Trị số chuỳ tiêu chuẩn N = 7-12. lớp đất này có bề dày tại hố khoan H2 =
4.7m, H3 = 2.1m, H4 = 3.7m.
Tính chất cơ lý đặc trưng tiêu chuẩn của lớp như sau:
- Độ ẩm
: W = 27.0%
- Dung trọng tự nhiên
: γ w =1.931 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ đn =0.953g/cm3


-9: Qu = 0.749 kg/cm2
: c = 0.175 kg/cm2
: ϕ = 110 25’

- Sức chịu nén đơn
- Lực dính đơn vị
- Góc ma sát trong
Lớp 3 :
Đất sét pha cát, màu xám xanh nâu vàng, độ dẻo trung bình, trạng thái rắn đến
cứng. Trị số chuỳ tiêu chuẩn N = 16-31. lớp đất này có bề dày tại hố khoan H1 =
5.4m, H2 = 4.0m, H4 = 1.0m.
Tính chất cơ lý đặc trưng tiêu chuẩn của lớp như sau:
- Độ ẩm
: W = 22.8%
- Dung trọng tự nhiên

: γ w =1.982 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ đn =1.01/cm3
- Sức chịu nén đơn
: Qu = 0.422 kg/cm2
- Lực dính đơn vị
: c = 0.086 kg/cm2
- Góc ma sát trong
: ϕ = 160
Lớp 4:
Đất sét lẫn bột, màu xám xanh nâu vàng, độ dẻo cao, trạng thái cứng. Trị số chuỳ
tiêu chuẩn N=31-36. lớp đất này có bề dày tại hố khoan H3=4.5m.
Tính chất cơ lý đặc trưng tiêu chuẩn của lớp như sau:
- Độ ẩm
: W = 21.0%
- Dung trọng tự nhiên
: γ w =2.027 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ đn =1.051/cm3
- Sức chịu nén đơn
: Qu = 2.815 kg/cm2
- Lực dính đơn vị
: c = 0.672 kg/cm2
- Góc ma sát trong
: ϕ = 16045’
Lớp 5:
Cát vừa đến mịn lẫn bột và một ít sỏi nhỏ, màu nâu vàng xám trắng, trạng thái
chặt đến chặt vừa. Trị số chuỳ tiêu chuẩn N=20-35. Lớp đất này có bề dày tại hoá
khoan H1 =13.3m, H2 = 10.3m, H3 = 7.2m, H4 = 8.0m.
Tính chất cơ lý đặc trưng tiêu chuẩn của lớp như sau:

- Độ ẩm
: W = 20.9%
- Dung trọng tự nhiên
: γ w =2.038 g/cm3
- Dung trọng đẩy nổi
: γ đn =1.053/cm3
- Sức chịu nén đơn
: Qu = 0.330 kg/cm2
- Lực dính đơn vị
: c = 0.086 kg/cm2
- Góc ma saùt trong
: ϕ = 32010’


- 10 -

TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT
THE MECHANICAL - PHYSICAL PROPERTIES OF SOIL LAYERS
CÔNG TRÌNH Ở PHƯỜNG PHÚ MỸ – QUẬN 7

Mô tả đất
Lớp 1 : Đất sét hữu cơ
lẫn bột và ít cát mịn,
màu xám đen, độ dẻo
cao, trạng thái rất mềm.

Góc
ma sát
trong
ϕtc

0.22

0.086

4o

0.749

0.175

11025’

0.422

160

0.672

16045’

0.033

32010’

Dung trọng ( g/cm3)

Độ
bão
hoà

Độ
rỗng

Hệ số
rỗng

γω

γd

γsub

G

Sr%

n%

e

WL

WP

IP

B

Nén đơn

Qu
KG/cm2

91.8

1.435

0.748

0.461

2.606

96.3

71.3

2.484

68.1

36.8

31.3

1.76

7-12

27

1.932

1.521

0.953

2.677

95.1

43.2

0.76

41

18.4

22.6

0.38

16-31

22.8

1.982

1.614

1.01

2.673

92.9

39.6

0.656

43.3

19.7

23.6

0.13

31-36

21

2.027

1.675

1.051

2.685

93.5

37.6

0.603

53.1

25

28.1

<0

Độ
ẩm

SPT

W%

0-2

Lớp 2 : Đất sét pha cát,
màu xám đen nâu vàng,
độ dẻo trung bình, trạng
thái rắn vừa đến rắn.
Lớp 3 : Đất sét pha cát,
màu xám xanh nâu

vàng, độ dẻo trung bình,
trạng thái rắn đến cứng.
Lớp 4 : Đất sét lẫn bột,
màu xám xanh nâu
vàng, độ dẻo cao, trạng
thái cứng.
Lớp 5 : Cát vừa đến
mịn lẫn bột, màu nâu
vàng xám trắng, trạng
thái chặt đến chặt vừa.

Lực
dính c
KG/cm2
ctc

Tỉ
trọng

Chuỳ
tiêu
chuẩn

Giới hạn Atterberg

Độ sệt

2.815

Không dẻo

20-35

20.9

2.038

1.686

1.054

2.666

95.9

36.8

0.581