Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ thích hợp để bảo vệ hố móng trong quá trình thi công các công trình ven biển vùng trung trung bộ

Lời cảm ơn

Để hồn thành luận văn này tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Vũ
Thanh Te, người thầy đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tơi trong suốt q trình học
tập, nghiên cứu thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn:
- Ban giám hiệu Trường Đại học thuỷ lợi; Phòng đào tạo Đại học và sau Đại
học, Khoa cơng trình, Khoa kỹ thuật biển Trường Đại học thuỷ lợi.
- Lãnh đạo Công ty tư vấn xây dựng thủy lợi tỉnh Quảng Trị. Xí nghiệp khai
thác thủy nông Nam Thạch Hãn.
Đã cho phép và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình học tập,
nghiên cứu và hồn thành đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Thi công Trường Đại học
thuỷ lợi đã tận tình chỉ bảo, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tơi trong q trình nghiên
cứu, thực hiện đề tài.
Cám ơn các bạn đồng nghiệp, bạn bè, người thân và gia đình đã động viên
giúp đỡ tôi rất nhiều trong nghiên cứu, học tập.

Tác giả

Phan Ngọc Chiến


DANH MỤC VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
HNNN Hạ mực nước ngầm

T

Độ dày tầng nước có áp

MNN

Mực nước ngầm

D

Đường kính ống lọc

ĐCTV

Địa chất thủy văn

J

Gradien thấm của lớp đất

Q

Lưu lượng nước

Độ sâu phải hạ thêm mực nước trong giếng

qg

Lưu lượng một giếng

∆s
h0

Độ ngập ống lọc

γ

Trọng lượng riêng chất lỏng

a

Khoảng cách giữa các giếng liền nhau

P

Áp suất

l

Chiều dài ống lọc

g

Gia tốc trọng trường

s

Độ hạ thấp mực nước ngầm

Fg

Diện tích thu nước của giếng S

Độ sâu hạ mực nước ngầm

Z

Cao độ mực nước ngầm

S0

Độ sâu MNN ở tâm hố móng

R

Bán kính

WW Thể tích các lỗ rỗng

ro

Bán kính giếng

ρ

Khối lượng riêng của chất lỏng

R

Bán kính ảnh hưởng

μ

Độ nhớt động lực của nước

h

Cột nước trong giếng

γ1

Trọng lượng riêng đất nền

H

Độ sâu hạ giếng

∆h

Cột nước tiêu hao khi nước chảy qua ống

R

R

R

R

lọc

H0

Cột nước ngầm tại điểm A

K

Hệ số thấm của đất nền

M

Chiều dày của lớp trầm tich

F

Diện tích hố móng

xo

Bán kính biểu kiến

ω

Diện tích lỗ xói tạo giếng

v

Tốc độ nước thấm lớn nhất vào ống lọc

Wp

Độ ẩm phân tử

Kn

Hệ số thấm của đất nền theo phương ngang

T

Hệ số dẫn nước

γ cs

Trọng lượng riêng vật liệu cát sỏi làm lớp

Ta

Cột nước vùng ảnh hưởng

lọc quanh giếng

Kđ

Hệ số thấm của đất nền theo Vx

Vận tốc dòng chảy trong lỗ khoan trào ra

phương thẳng đứng

ngoài.

R

R

R

R

R


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU............................................................................................................1
T
6
3

T
6
3

1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 1
T
6
3

T
6
3

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài ...................................................................... 2
T
6

3

T
6
3

3. Cách tiếp cận, đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................... 3
T
6
3

T
6
3

4. Dự kiến kết quả đạt được ............................................................................... 3
T
6
3

T
6
3

5. Bố cục luận văn .............................................................................................. 3
T
6
3

T

6
3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÁI HỐ
T
6
3

MĨNG CƠNG TRÌNH TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI ...............4
1.1. Tình hình xây dựng cơng trình hố móng và các giải pháp bảo vệ mái
T
6
3

hố móng .............................................................................................................. 4
T
6
3

T
6
3

1.1.1. Sơ lược về cơng tác bảo vệ hố móng trong nước và trên Thế giới ........4
T
6
3

T
6

3

1.1.2. Yêu cầu chung của cơng tác bảo vệ mái hố móng .................................8
T
6
3

T
6
3

1.1.3. Đặc điểm của cơng trình hố móng. ........................................................9
T
6
3

T
6
3

1.1.4. Một số hình ảnh về giải pháp bảo vệ mái hố móng cơng trình ............10
T
6
3

T
6
3

1.2. Ngun nhân dẫn đến sự cố và cách khắc phục xử lý sự cố khi thi

T
6
3

T
6
3

công hố móng cơng trình .................................................................................. 22
1.2.1. Ngun nhân dẫn đến sự cố khi thi cơng hố móng cơng trình .............22
T
6
3

T
6
3

1.2.2. Cách khắc phục và xử lý sự cố khi thi cơng hố móng. ........................28
T
6
3

T
6
3

1.3. Kết luận chương 1 .................................................................................... 33
T
6

3

T
6
3

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRONG VIỆC TÍNH
T
6
3

TỐN HỆ THỐNG GIẾNG HẠ THẤP MỰC NƯỚC NGẦM................35
T
6
3

2.1. Đặc điểm và yêu cầu của các hố móng .................................................... 35
T
6
3

T
6
3

2.1.1. Đặc điểm hố móng................................................................................35
T
6
3

T
6
3

2.1.2. Yêu cầu tiêu nước hố móng ..................................................................35
T
6
3

T
6
3


2.1.3. Sơ lược về tình hình hạ thấp MNN trên thế giới và trong nước ..........36
T
6
3

T
6
3

2.2. Các phương pháp tiêu nước hố móng cơng trình thủy ............................. 40
T
6
3

36
T

2.2.1. Phương pháp tiêu nước xung quanh hố móng .....................................40
T
6
3

T
6
3

2.2.2. Hạ thấp mực nước ngầm bằng phương pháp điện thấm ......................44
T
6
3

T
6
3

2.2.3. Phương pháp đóng băng nhân tạo .......................................................45
T
6
3

T
6
3

2.2.4. Hạ thấp mực nước ngầm bằng hệ thống giếng ....................................46
T

6
3

T
6
3

2.3. Giếng khoan.............................................................................................. 50
T
6
3

T
6
3

2.3.1. Cấu tạo giếng khoan ............................................................................50
T
6
3

T
6
3

2.3.2. Các dạng giếng khoan ..........................................................................51
T
6
3

T
6
3

2.3.3. Quy trình thi công giếng ......................................................................52
T
6
3

T
6
3

2.4. Cơ sở vận động của nước dưới đất ............................................................ 53
T
6
3

T
6
3

2.4.1. Đặc trưng về độ rỗng và hệ số nhã nước .............................................53
T
6
3

T
6
3

2.4.2. Định luật Đarcy ....................................................................................55
T
6
3

T
6
3

2.4.3. Phương trình vi phân liên tục của dịng ngầm, điều kiện ban đầu
T
6
3

và điều kiện biên .............................................................................................59
T
6
3

T
6
3

2.5. Các phương pháp tính toán thiết kế hạ thấp mực nước ngầm .................. 60
T
6
3

T

6
3

2.5.1. Tính tốn hạ mực nước ngầm theo phương pháp truyền thống ...........60
T
6
3

T
6
3

2.5.2. Sử dụng phần mềm Modflow tính tốn hạ thấp mực nước ngầm ........66
T
6
3

T
6
3

2.6. Kết luận chương 2 ..................................................................................... 72
T
6
3

T
6
3

CHƯƠNG 3. VẬN DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ TÍNH TỐN
T
6
3

T
6
3

BẢO VỆ THÀNH VÁCH HỐ MĨNG VÀ HẠ THẤP MỰC NƯỚC
T
6
3

NGẦM CHO CỐNG + ĐẬP VIỆT YÊN TỈNH QUẢNG TRỊ ..................73
T
6
3

T
6
3

3.1. Áp dụng tính tốn thiết kế HMNN cho cống + đập Việt Yên – Q.Trị ...... 73
T
6
3

T
6

3

3.1.1. Giới thiệu chung về cơng trình .............................................................73
T
6
3

T
6
3

3.1.2. So sánh lựa chọn phương pháp hạ mực nước ngầm ............................80
T
6
3

T
6
3

3.1.3. Tính tốn bố trí hệ thống giếng HMNN cho cống + Đập Việt Yên .....80
T
6
3

T
6
3

3.1.4. Đánh giá hiệu quả của việc tính tốn phần mềm Modflow trong
T
6
3

tính tốn thiết kế HMNN ................................................................................93
T
6
3

T
6
3

3.2. Đề xuất hình thức, giải pháp thi cơng bảo vệ thành vách hố móng và
T
6
3

hạ thấp mực nước ngầm cho cống + đập Việt Yên tỉnh Quảng Trị ................ 93
T
6
3

T
6
3

3.2.1. Các hình thức cải tiến kỹ thuật nhằm tăng hiệu quả hoạt động của
T

6
3

hệ thống giếng phục vụ HMNN cho hố móng ................................................93
T
6
3

T
6
3

3.2.2. Giảm giá thành công tác hạ thấp mực nước ngầm ...........................100
T
6
3

T
6
3

3.3. Kết luận chương 3 ................................................................................... 104
T
6
3

T
6
3

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................106
T
6
3

T
6
3

4.1. Kết luận ................................................................................................... 106
T
6
3

T
6
3

4.2. Kiến nghị ................................................................................................. 107
T
6
3

T
6
3

4.3. Những vấn đề còn tồn tại của luận văn ................................................... 108
T
6

3

T
6
3

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................109
T
6
3

T
6
3

PHỤ LỤC
1. HÌNH ẢNH MƠ PHỎNG PHẦN MỀM MODFLOW CHẠY BÀI
TỐN HẠ THẤP MNN
2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THI CƠNG HẠ THẤP MNN CỦA HỐ MÓNG


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Chương 1: .....................................................................................................................
Bảng 1-1: Lựa chọn kết cấu chắn giữ, bảo vệ mái hố móng..................................... 6
Bảng 1-2: Các phương pháp hạ thấp MNN và làm khô nhân tạo đất yếu bão hòa
nước và điều kiện sử dụng ...................................................................................... 19
Bảng 1-3: Phạm vi áp dụng các biện pháp hạ mực nước ngầm............................... 19
Bảng 1-4: So sánh các phương pháp HMNN........................................................... 20
Chương 2: .....................................................................................................................
Bảng 2-1: Độ rỗng của các loại đất đá khác nhau(Todd và Mays, 2005)................ 54

Bảng 2-2: Trị số T a phụ thuộc vào S và H............................................................... 66
R

R

Chương 3: .....................................................................................................................
Bảng 3-1: Khối lượng các cơng tác chính xây dựng cống- đập Việt Yên............... 77
Bảng 3-2: Các chỉ tiêu cơ lý của nền móng............................................................. 78

DANH MỤC HÌNH VẼ
Chương 1: .....................................................................................................................
Hình 1-1: Cơng trình pacific thi cơng đến tầng hầm thứ 5 thì làm sập Viện Khoa học
xã hội tại TP.Hồ Chí Minh (Nguồn internet)........................................................... 4
Hình 1-2: Trình tự công việc đào và chắn giữ bảo vệ mái hố móng sâu................... 6
Hình 1-3: Các loại chắn giữ bằng cọc hàng............................................................. 12
Hình 1-4: Phạm vi áp dụng HMNN ở hiện trường.................................................. 21
Hình 1-5: Xử lý cọc tre hố móng Trạm bơm Văn Quỷ - Hải lăng – Quảng Trị...... 21
Hình 1-6: Hiện tượng cát chảy theo nước ngầm từ mái vào hố móng cống Vân
Cốc........................................................................................................................... 22
Hình 1-7: Xử lý HMNN cống Hiệp Thuận bằng Cừ thép kết hợp hệ thống............ 22
Hình 1-8: Xử lý cọc Lasel hố móng cống Vân Cốc.................................................. 22


Hình 1-9: Xử lý bơm tiêu nước ngồi hố móng bờ phải đập chính Cửa Đạt........... 22
Chương 2: .....................................................................................................................
Hình 2-1: Hệ thống tiêu nước xung quanh hố móng................................................ 40
Hình 2-2: Hệ thống tiêu nước nằm ngang................................................................ 42
Hình 2-3: Hệ thống tiêu nước thẳng đứng............................................................... 42
Hình 2-4: Thiết bị tiêu nước chặn trên..................................................................... 43
Hình 2-5: Hệ thống tiêu nước ven bờ....................................................................... 43

Hình 2-6: Sơ đồ hạ nước ngầm theo phương pháp điện thấm................................. 44
Hình 1: Sơ đồ hoạt động theo phương pháp đóng băng nhân tạo......................... 45
Hình 2-8: Sơ đồ bố trí hệ thống giếng kim xung quanh hố móng........................... 47
Hình 2-9: Sơ họa ống lọc của giếng kim khi làm việc ............................................ 48
Hình 2-10: Cấu tạo giếng kim với khớp nối............................................................ 49
Hình 2-11: Cấu tạo ống lọc giếng............................................................................ 49
Hình 2-12: Sơ đồ bố trí cấp làm việc của giếng kim khi hố móng sâu.................... 50
Hình 2-13: Sơ đồ cấu tạo giếng khoan..................................................................... 50
Hình 2-14: Sơ đồ các dạng giếng khoan khơng hồn chỉnh.................................... 51
Hình 2-15: Dịng chảy khơng giới hạn vào giếng khoan nước ngầm hồn chỉnh.... 52
Hình 2-16: Mối quan hệ giữa bất đồng nhất phân tầng và bất đẳng hướng............. 58
Hình 2-17: Mặt cắt ngang giếng hồn chỉnh............................................................ 61
Hình 2-18: Mực nước ngầm được hạ xuống thấp hơn đáy móng ổn định.............. 63
Hình 2-19: Sơ đồ tính tốn giếng khơng hồn chỉnh................................................ 65
Hình 2-20: Sơ đồ tính tốn hệ thống giếng khơng hồn chỉnh................................ 65
Hình 2-21: Sơ đồ hóa hệ thống địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu................... 69
Hình 2-22: Sơ đồ giải hệ phương trình vi phân....................................................... 70
Hình 2-23: Sơ đồ khối giải bài tốn bằng phần mềm Modflow............................... 71


Chương 3: .....................................................................................................................
Hình 3-1: Mặt cắt ngang hố móng cống + đập Việt n......................................... 86
Hình 3-2: Mặt bằng bố trí hệ thống giếng HMNN cống + đập Việt Yên ................ 86
Hình 3-3: MNN hạ thấp xung quanh hố móng sau khi bơm nước - TH1................ 87
Hình 3-4: Cống + đập Việt Yên trường hợp 1- mặt cắt ngang qua tim hố móng.... 88
Hình 3-5: Cống + đập Việt n trường hợp 1- mặt cắt dọc qua tim hố móng........ 88
Hình 3-6: Đường quan hệ MNN ở giữa hố móng theo thời gian TH1.................... 89
Hình 3-7: MNN hạ thấp xung quanh hố móng sau khi bơm nước - TH2................ 89
Hình 3-8: Cống + đập Việt Yên trường hợp 2 - mặt cắt dọc qua tim hố móng....... 90
Hình 3-9: Cống + đập Việt Yên trường hợp 2- mặt cắt ngang qua tim hố móng.... 90

Hình 3-10 : Đường quan hệ MNN ở giữa hố móng theo thời gian - TH2............... 91
Hình 3-11: MNN hạ thấp xung quanh hố móng sau khi bơm nước - TH3.............. 91
Hình 3-12: Cống + đập Việt Yên trường hợp 3 - mặt cắt dọc qua tim hố móng... 92
Hình 3-13: Cống + đập Việt n trường hợp 3 - mặt cắt ngang qua tim hố móng..92
Hình 3-14 : Đường quan hệ MNN ở giữa hố móng theo thời gian - TH3............... 93
Phụ lục 1: Hình ảnh mơ phỏng phần mềm Modflow chạy bài tốn hạ thấp MNN.... 1
Phụ lục 2: .....................................................................................................................
Hình PL1: Hố móng bản đáy Cống Vân Cốc đang chuẩn bị đặt thép, dựng ván
khuôn để đổ bê tông trong khi nước ngầm vẫn nổi lên trong hố móng...................6
Hình PL2: Hệ thống giếng kim ở trạm bơm Hữu Bị 2 hoạt động khơng có hiệu quả
nước ngầm vẫn chảy ra mái gây ra cát chảy làm sạt lở mái, phải đóng cọc tre xử lý
thêm.......................................................................................................................... 6
Hình PL3: Bố trí và lắp đặt giếng cống Hiệp Thuận................................................. 7
Hình PL4: Đào hố móng cống Hiệp Thuận trong điều kiện khơ ráo......................... 7
Hình PL5: Đổ bê tơng sân thượng lưu....................................................................... 8
Hình PL6: Hạ mực nước ngầm thi cơng bể tiêu năng.............................................. 8


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
U

T

ừ bao đời nay nhân dân ta đã bền bỉ làm công tác thủy lợi cải tạo thiên
nhiên, chiến thắng hạn hán lũ lụt, bảo vệ tính mạng và tài sản của nhân
dân, của nhà nước, bảo vệ sản xuất, duy trì và thúc đẩy kinh tế xã hội.

Từ năm 1955 đến nay sự nghiệp Thủy lợi nước ta phát triển ngày càng mạnh mẽ,
nhất là từ sau ngày giải phóng Miền nam năm 1975.
Trong những năm vừa qua, việc xây dựng các cơng trình thủy lợi trên địa bàn
cả nước nói chung, các tỉnh duyên hải vùng trung Trung bộ nói riêng đã góp phần
rất quan trọng trong việc giảm nhẹ thiên tai, xây dựng cơ sở hạ tầng tạo đà cho các
ngành kinh tế phát triển một cách bền vững, góp phần cải tạo mơi trường cân bằng
sinh thái.
Trong q trình xây dựng và phát triển, bên cạnh những thành tựu đã đạt
được vẫn có một số tồn tại trong khảo sát, thiết kế (thủy văn, địa chất cơng trình,
thủy cơng ) và thi công dẫn đến sự cố hư hỏng một phần hoặc tồn bộ hạng mục
cơng trình đặc biệt là khi thi cơng các cơng trình chịu ảnh hưởng của thủy triều trên
địa bàn một số tỉnh ven biển duyên hải Miền trung. Với điều kiện địa chất phức tạp,
điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, sự am hiểu về cơng nghệ thi cơng móng vùng triều
cịn gặp nhiều hạn chế dẫn đến tiến độ thi công chậm, chất lượng thi cơng kém, và
giá thành cơng trình cao.
Một số cơng trình chịu ảnh hưởng của điều kiện địa chất phức tạp như cơng trình
cống ngăn triều Việt n (Quảng trị), Mỹ Trung (Quảng Bình), ......
Đề tài “Nghiên cứu giải pháp khoa học cơng nghệ thích hợp để bảo vệ hố
móng trong q trình thi cơng các cơng trình ven biển vùng trung Trung bộ”
được tác giả thực hiện nhằm tổng kết về lý luận và thực tiễn những tồn tại và thiếu
sót trước đây có liên quan đến an tồn, ổn định mái hố móng khi thi cơng gặp
trường hợp mạch đùn cát chảy. Bên cạnh đó tác giả cũng phân tích nguyên nhân gây
ra các sự cố sạt mái hố móng các cống vùng triều..; từ đó đưa ra một số giải pháp


2

khoa học cơng nghệ thích hợp để xử lý các sự cố sạt mái hố móng do gặp điều kiện
địa chất phức tạp.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài:

U

Nghiên cứu về tổng quan các biện pháp bảo vệ hố móng cơng trình, các yếu
tố là ngun nhân gây ra sự cố làm mất ổn định mái hố móng cơng trình vùng triều,
đặc biệt đối với hố móng có tầng địa chất phức tạp như “ Mạch đùn cát chảy”...
Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp công nghệ thi cơng thích hợp bảo vệ
cho các hố móng cơng trình ven biển trung Trung bộ.
3. Cách tiếp cân, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu:
U

a). Cách tiếp cân, đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
U

- Cách tiếp cận: Thông qua việc nghiên cứu các giải pháp thi công cơng trình
cống vùng triều, các tài liệu của một số cơ quan nghiên cứu, khảo sát, thiết kế, thi
công và quản lý xây dựng cơng trình cống vùng triều thuộc khu vực trung Trung bộ.
- Đối tượng nghiên cứu: Hố móng các cơng trình ven biển vùng trung Trung
bộ.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu một số cơng trình cống vùng triều có địa
chất phức tạp thuộc khu vực trung Trung bộ.
b). Phương pháp nghiên cứu:
U

- Phương pháp phân tích: Tiến hành quan sát thực tế, tổng kết phân tích những
ưu nhược điểm của những cơng trình đã thiết kế và thi công trước đây để rút ra
những vấn đề liên quan đến cơng tác tiêu nước hố móng. Từ đó chọn giải pháp
thích hợp để vận dụng cho các cơng trình trong khu vực nghiên cứu.
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, các phương
pháp hạ thấp mực nước ngầm. Phương pháp xử lý móng cơng trình trong điều kiện
địa chất phức tạp như: “Mạch đùn cát chảy” và đề xuất các giải pháp công nghệ

khắc phục.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra, khảo sát, thu thập tài liệu về
cơng trình vùng triều thuộc khu vực trung Trung bộ.


3

- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các nhà khoa học có trình
độ chun mơn cao và nhiều kinh nghiệm thực tế trong quá trình nghiên cứu.
4. Dự kiến kết quả đạt được:
- Lựa chọn phương pháp nghiên cứu khoa học thích hợp cho cơng trình cống
vùng triều thuộc khu vực trung Trung bộ.
- Vận dụng tính tốn kiểm tra cho cơng trình : cống + đập ngăn mặn Việt Yên ở
tỉnh Quảng Trị.
- Kiến nghị một số vấn đề cơ bản về công tác khảo sát, thiết kế, thi công và
quản lý xây dựng các công trình chịu ảnh hưởng triều thuộc khu vực nghiên cứu.
5. Bố cục và nội dung của luận văn:
* Bố cục của luận văn:
Luận văn gồm phần mở đầu, 4 chương, tài liệu tham khảo và phụ lục.
Chương I. Tổng quan về các giải pháp bảo vệ mái hố móng các cơng trình
vùng triều trong nước và trên thế giới.
Chương II. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết trong việc tính tốn hệ thống giếng hạ
thấp mực nước ngầm.
Chương III. Vận dụng kết quả nghiên cứu để tính tốn bảo vệ thành vách hố
móng và hạ thấp mực nước ngầm cho cơng trình: cống + đập ngăn mặn Việt
Yên tỉnh Quảng Trị.
Chương IV. Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo;
Phụ lục.

4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÁI HỐ MĨNG CÁC CƠNG
TRÌNH VÙNG TRIỀU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.1. Tình hình xây dựng cơng trình hố móng trong nước và trên thế giới, các
giải pháp bảo vệ mái hố móng
1.1.1 Sơ lược về cơng tác bảo vệ hố móng trong nước và trên Thế giới.
Móng của hầu hết các cơng trình thường nằm dưới mặt đất từ vài mét đến
hàng chục mét. Việc đào đất đá đến cao trình đặt móng là cơng việc đầu tiên khi thi
cơng xây dựng của bất cứ cơng trình nào. Khi đào móng chuyển đi một khối lượng
đất đá, con người đã phá vỡ cân bằng tự nhiên của môi trường đất đá – nước dưới
đất nên đã xảy ra một loạt các hiện tượng gây trở ngại đến công tác đào móng: đất
đá ở thành hố trượt lở, di chuyển vào hố móng, đất ở đáy hố bị đẩy trồi, nước dưới
đất, cát chảy vào hố móng, vùng đất xung quanh hố móng chuyển vị làm cho các
cơng trình lân cận bị lún sụt, nứt nẻ,...Nếu không chủ động đề ra các biện pháp xử
lý các hiện tượng trên trước khi đào hố móng thì việc thi cơng cơng trình sẽ khó
khăn, kéo dài thời gian thi cơng, kinh phí gia tăng và nhiều khi làm giảm các chỉ
tiêu xây dựng của đất nền, phá hoại các cơng trình ở lân cận. Như tòa nhà Viện
Khoa học xã hội vùng nam bộ ở 49 Nguyễn Thi Minh Khai (Quận 1 thành phố Hồ
Chí Minh) đã bị lún sụt ngày 9 - 10 - 2007 khi đang thi công tầng hầm của cao ốc
khách sạn Pacific. [16]
Hình 1-1: Cơng trình
pacific thi cơng đến tầng hầm
thứ 5 thì làm sập Viện Khoa
học xã hội tại TP.Hồ Chí Minh
(Nguồn internet)
Cơng trình hố móng cũng
được tiến hành cho các cơng

trình ngầm như tầng hầm kỹ thuật hoặc dịch vụ dưới các nhà cao tầng (Gara ôtô,


5

kho hàng,...) các đường ống cấp nước thốt nước, khí đốt, điện, cáp thông tin, nút
vượt ngầm cho người đi bộ, ga và đường tàu điện ngầm; dây chuyền của nhà máy;
cơng trình phục vụ quốc phịng...
Khi đào hố móng phải có các biện pháp kỹ thuật để đối phó với các hiện
tượng xảy ra: Sạt lở thành hố, nước ngầm chảy vào hố móng, đất nền đáy hố bị
phình nở, ngấm nước hoặc chịu lực đẩy của áp lực nước, biến dạng của các cơng
trình lân cận.
Tháp đơi trung tâm thương mại Thế giới ở New York – Mỹ (đã bị sụp đổ
ngày 11/9/2001 do máy bay của bon khủng bố đâm vào) bằng thép gồm 110 tầng
với độ cao 405m được đặt trên đá phiến Manhatan tại độ sâu 21m. Khối lượng đào
đắp, đất đá đào hố móng trong phạm vi 6,4 ha là 11,6 triệu m3. Phải chống đỡ liên
P

P

tục cho hai đường xe điện ngầm đang hoạt động và dùng tường vữa xi măng lỏng và
các neo vào đá để bảo vệ các nhà xung quanh khỏi bị biến dạng khi đào hố
móng.[16]
Tháp Latino America 43 tầng cao nhất Mexico City có tầng hầm đào sâu
12,6m. Kết cấu phần dưới đất đặt trên các cọc nhồi bịt đáy đổ tại chỗ ở độ sâu 33m
trên một lớp cát mỏng nhưng rất chặt. Để ngăn chặn hiện tượng đẩy trồi quá mức do
đào hố móng, áp suất thủy tĩnh tầng đất sét phía dưới được giảm bằng cách hút
nước từ giếng để thoát nước cho các tầng cát mỏng ở trong lớp sét. Còn để ngăn
ngừa nước lún xung quanh, nước được dẫn vào máng chứa cuội và giếng nhận nước
ở ngay ngoài tường cừ vây quanh khu vực xây dựng.

Một gara ngầm ở Genive (Thụy sĩ) đường kính 57m, sâu 28m gồm 7 tầng có
sức chứa 530 ôtô con được xây dựng bằng phương pháp giếng chìm.
Trụ sở Vietcom bank ở Hà Nội cao 22 tầng có 2 tầng hầm với hố móng sâu
11m, đã dùng tường trong đất sâu 18m, dày 0,8m kết hợp 101 neo đất để giữ cho hố
móng được ổn định. [16]
- Cơng tác bảo vệ mái hố móng cơng trình phụ thuộc chủ yếu vào nội dung, trình
tự, phương pháp thi cơng hố móng và địa chất nền. Ứng với mỗi phương pháp,


6

cách thức đào và địa chất của nền mà người ta có biện pháp bảo vệ mái hố móng
thích hợp cho từng phương pháp.
- Từ quá trình thiết kế, thi cơng, giám sát cơng trình hố móng và tổng hợp một số tài liệu
có liên quan, ta có thể đưa ra nội dung và trình tự cơng việc đào và chắn giữ bảo
vệ mái hố móng sơ bộ theo sơ đồ (hình 1-2), hoặc (bảng 1-1):
Đào

Phương thức

- Hạ mực nước ngầm

khơng có

- Đào đất

chắn giữ

- Gia cố nền và chắn giữ mái dốc

và

- Kết cấu quây giữ

nội dung

Đào có
chắn giữ

- Hệ thống chắn giữ
- Đào đất
- Hạ mực nước ngầm
- Gia cố nền, quan trắc
- Bảo vệ xung quanh

Hình 1-2: Trình tự cơng việc đào và chắn giữ bảo vệ mái hố móng sâu [7]
Bảng 1-1: Lựa chọn kết cấu chắn giữ, bảo vệ mái hố móng [7]
Độ

Lựa chọn phương pháp chắn giữ bảo vệ

sâu
hố

Bùn và đất yếu

≤ 6m

(a) Cọc nhào trộn xi măng đất

Đất sét thông thường

(a) Cấp I hoặc cấp II trở lên đào đất
có mái dốc.
(b) Cọc bê tông φ600 + tay
chống hoặc thanh neo + (b) Làm mái dốc + giếng thu nước
tường ngăn nước.
(c) mái dốc cục bộ + tường đinh đất
(hoặc neo chống giữ).
(c) Cọc đóng (cọc thép, BTCT dự
ứng lực + tường máng ngăn (d) Tường gạch chắn giữ, làm mái dốc
nước + tay chống hoặc thanh
cục bộ, cộc nhồi (φ600 )
neo + dầm ở ngang lưng
(e) Là mái dốc cục bộ + cọc nhồi
tường).
(φ600 ).


7

6m ≤ H ≤10m

(a) Cọc bê tơng (φ800 ÷ 1000) + (a) Làm dốc cục bộ + cọc bê tông
(φ600 ) + tay chống hoặc thanh
tường mỏng ngăn nước + tay
chống hoặc thanh neo.
neo + tường mỏng ngăn nước.
(b) Tường liên tục (b=600 ÷ 800) (b) Làm dốc cục bộ + cọc đóng + tay
chống hoặc thanh neo + tường

+ tay chống hoặc thanh neo
mỏng ngăn nước.
(c) Cọc đóng + tay chống hoặc
thanh neo + tường mỏng ngăn (c) Làm dốc cục bộ + tường ngầm liên
tục xi măng đất + tường đinh đất
nước.
(hoặc phun neo chắn giữ) + hạ
(d) Tường ngầm liên tục xi măng
mực nước ngầm.
đất + tay chống hoặc thanh

H > 10m

neo.

(d) Làm dốc cục bộ + giữ hình vịm +
hạ mực nước hoặc tường mỏng
ngăn nước.

(a) Tường liên tục (b= 800÷1000 (a) Làm dốc cục bộ + cọc bê tông +
thanh chống hoặc thanh neo +
) + tay chống hoặc thanh neo.
tường mỏng ngăn nước.
(b) Cọc đường kính lớn (φ800 ÷
1000) + tường mỏng ngăn (b) Làm dốc cục bộ + tường liên tục +
tay chống hoặc thanh neo.
nước + tay chống hoặc thanh
neo.
(c) Làm dốc cục bộ + tường đinh đất
hoặc phun néo để chắn giữ + hạ

(c) Tường liên tục hoặc cọc
mực nước.
đường kính lớn + gia cố đất +
tay chống hoặc thanh neo + (d) Làm dốc cục bộ + cọc đóng + tay
tường mỏng ngăn nước.
chống hoặc thanh neo + tường
mỏng ngăn nước.
Vùng ven biển nước ta có địa hình thấp trũng, thường xuyên chịu tác động

của thuỷ triều có biên độ lớn, bão với nước biển dâng cao, sóng to, gió lớn gây ảnh
hưởng đến sản xuất, sinh hoạt của nhân dân.
Trong những năm gần đây, do biến đổi khí hậu trên tồn cầu. Các cơng trình
tiêu thốt lũ ở ven cửa sông, biển hầu như làm việc quá tải và khơng đáp ứng kịp
thời, dẫn đến việc tiêu thốt nước không kịp về mùa lũ. Đặc biệt là trong quá trình
xây dựng cơng trình, việc xử lý hố móng cơng trình trong khu vực này là hết sức
phức tạp. Nguyên nhân chủ yếu là do tình hình địa chất phức tạp , các cơng trình
gần sơng, biển chịu ảnh hưởng lớn về chế độ thủy triều lên xuống. Đặc biệt khu vực


8

trung Trung bộ có điều kiện địa hình hiểm trở kèm theo tình hình địa chất, địa chất
thủy văn trong khu vực xây dựng không được thuận lợi, nên quá trình thi cơng ban
đầu đặc biệt là khâu xử lý hố móng trong mơi trường cát chảy là hết sức phức tạp và
gây nhiều tốn kém.
1.1. 2. Yêu cầu chung của cơng tác bảo vệ mái hố móng.
Khi thi cơng hố móng cơng trình, đặc biệt là hố móng sâu ở những nơi có địa
chất yếu chịu ảnh hưởng của nước ngầm, các cơng trình lân cận và địa hình thi cơng
chật hẹp thì tối thiểu phải đảm bảo ba yêu cầu sau:
+ Phải có phương án chống giữ, gia cố chính xác, an tồn kinh tế và kỹ thuật.

+ Phương án thiết kế chống giữ tiên tiến, phải áp dụng được các tiến bộ khoa
học.
+ Phải có một đội ngũ thi công được huấn luyện tốt. Thiết bị máy móc hiện đại.
Ba u cầu trên chính là những nội dung chủ yếu trong việc phòng ngừa và xử
lý sự cố cơng trình hố móng.
- Phương án chống giữ chính xác tức là việc lựa chọn kết cấu chống giữ hố móng
phải dựa trên cơ sở thích hợp với địa phương, tổng hợp các nhân tố kỹ thuật, kinh
tế, an tồn và mơi trường, để có thể đạt được biện pháp thích đáng, an tồn, hợp
lý khơng có hại đến môi trường.
- Thiết kế tiên tiến tức là vận dụng được các biện pháp kỹ thuật tiên tiến trong thiết
kế chống giữ hố móng để giải quyết thoả đáng việc chống giữ an toàn và kinh tế.
- Đội ngũ thi cơng tốt: là đội ngũ có thể lĩnh hội đúng bản vẽ thiết kế và các tiêu
chuẩn, quy phạm kỹ thuật đồng thời cịn có đủ phương tiện và năng lực thực hiện
tin học hố trong cơng tác thi cơng.
Ngồi ra phải đảm một số yêu cầu chung sau:[7]
- Phải có đầy đủ tài liệu thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi cơng hố móng cơng trình,
để từ đó lập ra biện pháp thi công chi tiết cho hố móng và các phương án xử lý
nếu khơng may xảy ra sự cố khi thi cơng cơng trình hố móng.


9

- Chuẩn bị đầy đủ vật liệu, phương tiện và công nghệ thi công mà nhà thiết kế yêu
cầu, đồng thời đề xuất các vấn đề phát sinh, không hợp lý để đưa ra được biện
pháp bảo vệ mái hố móng an tồn đảm bảo kỹ thuật và kinh tế nhất.
- Khi có điều kiện, cần chọn mặt bằng của thành hố móng sao cho có lợi nhất về
mặt chịu lực như hình trịn, hình đa giác đều và hình chữ nhật.
- Cấu kiện của kết cấu chắn giữ mái, thành hố móng khơng làm ảnh hưởng đến
việc thi cơng bình thường các kết cấu chính của cơng trình.
- Trong điều kiện bình thường thì cấu kiện của kết cấu chắn giữ hố móng như

tường vây, màn chống thấm, và neo...khơng được vượt ra ngồi phạm vi vùng đất
cấp cho cơng trình, nếu khơng phải có sự đồng ý của các bộ phận chủ quản.
- Phải thường xuyên kiểm tra khả năng làm việc của thiết bị chắn giữ mái hố móng
tránh để xảy ra sự cố có thể kiểm sốt được. Phải tuyệt đối an tồn trong q trình
thi cơng cơng trình cả về người và thiết bị máy móc.
1.1.3. Đặc điểm của cơng trình hố móng.
1. Cơng trình hố móng là loại cơng trình tạm thời, sự dự trữ về an tồn có thể là
tương đối nhỏ nhưng lại chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: Điều kiện thi
cơng, địa hình thi cơng, địa chất cơng trình, nước ngầm.v.v..
2. Cơng trình hố móng là một khoa học đan xen giữa các khoa học về đất đá, về
kết cấu và kỹ thuật thi công; là một loại công trình mà hệ thống chịu ảnh hưởng
đan xen của nhiều nhân tố phức tạp; và là nghành khoa học kỹ thuật tổng hợp
đang còn chờ phát triển về mặt lý luận.
3. Hố móng là loại cơng trình giá thành cao, khối lượng công việc lớn, kỹ thuật thi
công phức tạp, phạm vi ảnh hưởng rộng, nhiều nhân tố biến đổi, sự cố hay xảy
ra. Đồng thời cũng là trọng điểm để hạ thấp giá thành và bảo đảm chất lượng
công trình. Theo đà phát triển của xã hội, các cơng trình cao tầng, siêu cao tầng
được xây dựng ngày càng nhiều. Đặc điểm lại thường được xây dựng tại những
khu đất hẹp, đông đúc dân cư, giao thông dày đặc, điều kiện thi cơng cơng trình
hố móng đều rất kém. Lân cận cơng trình thường có các cơng trình vĩnh cửu,
các cơng trình di tích lịch sử, nghệ thuật bắt buộc phải được an tồn, khơng thể


10

đào có mái dốc. Yêu cầu về ổn định và chuyển dịch là rất nghiêm ngặt. Tính
chất của đất đá thường biến đổi trong khoảng khá rộng, điều kiện ẩn dấu địa
chất và tính phức tạp, tính khơng đồng đều của địa chất thuỷ văn thường làm
cho số liệu khảo sát có tính phân tán lớn, khó đại diện cho tình hình tổng thể
của các tầng đất, hơn nữa tính chính xác cũng thấp, dẫn đến tăng thêm khó khăn

cho cơng việc thiết kế và thi cơng cơng trình hố móng. Đào hố móng trong điều
kiện địa chất yếu, mực nước ngầm cao và các điều kiện hiện trường phức tạp
khác rất dễ sinh ra trượt lở khối đất, mất ổn định hố móng, thân cọc bị chuyển
dịch vị trí, đáy hố móng trồi lên, kết cấu chắn giữ bị rò nước nghiêm trọng hoặc
bị chảy đất...làm hư hại hố móng, nguy hiểm đến các cơng trình xây dựng, cơng
trình ngầm và đường ống ở xung quanh khu vực thi cơng hố móng.
4. Cơng trình hố móng gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau như chắn
đất, chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước, đào đất... trong đó, một khâu nào đó
thất bại sẽ dẫn đến cả cơng trình sẽ đổ vỡ. Việc thi cơng hố móng ở các hiện
trường lân cận như đóng cọc, hạ mực nước ngầm, đào đất... đều có thể gây ra
những ảnh hưởng hoặc có tương quan chặt chẽ với nhau, tăng thêm các nhân tố
bất lợi để có thể gây ra sự cố.
5. Cơng trình hố móng có thời gian thi cơng dài, từ khi đào đất đến khi hoàn thành
toàn bộ các cơng trình kín khuất ngầm dưới mặt đất phải trải qua nhiều lần mưa
to, nhiều lần chất tải, chấn động, thi cơng có sai phạm... tính ngẫu nhiên của
mức độ an toàn tương đối lớn, sự cố xảy ra thường là đột biến.
1.1.4. Một số giải pháp bảo vệ mái hố móng cơng trình
1. Chắn giữ hố móng bằng cọc hàng.
2. Chắn giữ bằng cọc trộn dưới sâu.
3. Chắn giữ bằng tường liên tục trong đất.
4. Chắn giữ bằng thanh chống, thanh neo, đinh đất.
5. Hạ mực nước ngầm kết hợp đào đất.
6. Một số phương pháp mới khác.


11

1.1.4.1 Chắn giữ hố móng bằng cọc hàng.
1. Giới thiệu chung.
Khi thi cơng cụ thể là đào hố móng, ở những chỗ không tạo được mái dốc

hoặc do hiện trường hạn chế khơng thể chắn giữ mái hố móng bằng một số phương
pháp khác như: cọc trộn, thanh neo, thanh chống...và độ sâu hố móng khoảng (6 ÷
10) m thì có thể chắn giữ bằng cọc hàng. Chắn giữ bằng cọc hàng có thể dùng cọc
nhồi khoan lỗ, cọc bản bê tông cốt thép đúc sẵn đặc biệt là cọc bản thép…..
Căn cứ vào kết cấu chắn giữ mái hố móng bằng cọc hàng có thể chia làm ba
loại sau:
a. Chắn giữ bằng cọc hàng theo kiểu dãy cột:
Khi đất quanh hố móng tương đối tốt, mực nước ngầm tương đối thấp, có thể
lợi dụng hiệu ứng vịm giữa hai cọc gần nhau (Ví dụ khi dùng cọc nhồi khoan lỗ
hoặc cọc đào lỗ đặt thưa), để chắn mái đất. Hình 1-3a.
b. Chắn giữ bằng cọc hàng liên tục. Hình 1-3b
Trong đất yếu thì thường khơng thể hình thành được vòm đất, cọc chắn giữ
phải xếp thành hàng liên tục. Cọc khoan lỗ dày liên tục có thể chồng tiếp vào nhau,
hoặc khi cường độ bê tơng thân cọc cịn chưa hình thành thì làm một cọc rễ cây
bằng bê tơng khơng có cốt thép ở giữa hai cây cọc để nối liền cọc hàng khoan lỗ
lại, như Hình 1-3c. Cũng có thể dùng cọc bản thép, cọc bản bê tơng cốt thép, như
Hình 1-3d,e.
c. Chắn giữ bằng cọc hàng tổ hợp
Trong vùng đất yếu có mực nước ngầm tương đối cao có thể dùng cọc hàng
khoan nhồi tổ hợp với tường chống thấm bằng cọc xi măng đất, như Hình 1-3f.


12

cọc dễ cây hoặc bơm vữa

Bước
2b

a)

b)

Biên đào hố

c)

cọc trộn

Hình
U

b

d)

e)

Biên đào hè

f)

Hình 1-3: Các loại chắn giữ bằng cọc hàng
Căn cứ vào độ sâu hố đào và tình hình chịu lực của kết cấu, chắn giữ bằng
cọc hàng có thể chia làm ba loại sau đây:
1. Kết cấu chắn giữ không có chống (Conson): Khi độ sâu đào hố móng khơng lớn
và có thể lợi dụng được tác dụng conson để chắn giữ được ở phía sau tường.
2. Kết cấu chắn giữ có chống đơn: Khi độ sâu đào hố móng lớn hơn, khơng thể
dùng được kiểu khơng có chống thì có thể dùng một hàng chống đơn ở trên đỉnh
của kết cấu chắn giữ (hoặc là dùng neo kéo).

3. Kết cấu chắn giữ nhiều tầng chống: Khi độ sâu đào hố móng là khá sâu có thể
đặt nhiều tầng chống, nhằm giảm bớt nội lực của tường chắn.
2. Phạm vi áp dụng.
-

Căn cứ vào thực tiễn thi công ở vùng đất yếu, với độ sâu hố đào h < 6 m, khi
điều kiện hiện trường cho phép thì áp dụng kiểu tường chắn làm bằng cọc trộn
dưới sâu kiểu trọng lực là lí tưởng hơn cả.

-

Khi hiện trường bị hạn chế, cũng có thể dùng cọc Conson khoan lỗ hàng dày
φ600 mm, giữa hai cọc được chèn kín bằng cọc rễ cây, cũng có thể làm thành
màng ngăn nước bằng cách bơm vữa hoặc cọc trộn xi măng ở phía sau cọc
nhồi.

-

Với loại hố móng có độ đào sâu (4 ÷ 6) m, căn cứ vào điều kiện hiện trường và
hồn cảnh xung quanh có thể dùng loại tường chắn bằng cọc trộn dưới sâu kiểu
trọng lực hoặc đóng cọc BTCT đúc sẵn hoặc cọc bản thép, sau đó ngăn thấm


13

nước bằng bơm vữa và tăng thêm cọc trộn, đặt một đường dầm quây và thanh
chống, cũng có thể dùng cọc khoan lỗ φ600 mm, phía sau dùng cọc nói trên để
ngăn thấm, ở đỉnh cọc đặt một đường dầm quây và thanh chống.
-

Với loại hố móng có chiều sâu hố đào (6 ÷ 10) m, thường dùng cọc khoan lỗ
(φ800 ÷ φ1000) mm, phía sau có cọc trộn dưới sâu hoặc bơm vữa chống thấm,
đặt (2 ÷ 3) tầng thanh chống, số tầng thanh chống tuỳ theo điều kiện địa chất,
hoàn cảnh xung quanh và yêu cầu biến dạng của kết cấu quay giữ mà xác định.

-

Với loại hố móng cọc độ sâu > 10 m, trước đây hay dùng tường ngầm liên tục
trong đất, có nhiều tầng thanh chống, tuy là chắc chắn tin cậy nhưng giá thành
cao, gần đây đã dùng cọc khoan lỗ (φ800 ÷ φ1000) mm để thay thế cho cọc
ngầm và cũng dùng cọc trộn dưới sâu để ngăn nước, có nhiều tầng thanh chống
và đảo trung tâm, kết cấu chắn giữ loại này đã ứng dụng thành cơng ở hố móng
có độ sâu đào đến 13m.
Tóm lại tuỳ loại hố móng, địa hình thi công mà chọn biện pháp cho phù hợp.

1.1.4.2. Phương pháp chắn giữ hố móng bằng cọc trộn dưới sâu.
1. Giới thiệu Chung.
Cọc trộn dưới sâu là một phương pháp mới dùng để gia cố nền đất yếu, nó sử
dụng xi măng, vôi, v.v… để làm chất đông rắn, nhờ vào máy trộn dưới sâu để trộn
cưỡng bức đất yếu với chất đông rắn (dung dịch hoặc dạng bột), lợi dụng một loạt
các phản ứng hố học - vật lí xảy ra giữa chất đông rắn với đất, làm cho đất mềm
đơng rắn lại thành một thể cọc có tính chỉnh thể, tính ổn định và có cường độ nhất
định.
2. Phạm vi áp dụng.
Hiện nay phương pháp chắn giữ hố móng bằng cọc trộn dưới sâu đang được áp
dụng ở nhiều nơi trên thế giới, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Phương pháp trộn dưới sâu thích hợp với các loại đất được hình thành từ các
nguyên nhân khác nhau như đất sét dẻo bão hoà, bao gồm bùn nhão, đất bùn, đất sét
và đất sét bột.v.v…Độ sâu gia cố từ mấy mét đến (50 ÷ 60) m. Áp dụng tốt nhất cho
độ sâu gia cố từ (15 ÷ 20) m và loại đất yếu khống vật đất sét có chứa đá cao lanh,

14

đá cao lanh nhiều nước và đá măng tơ thì hiệu quả tương đối cao; gia cố loại đất
tính sét có chứa đá silic và hàm lượng chất hữu cơ cao, độ trung hồ (pH) tương đối
thấp thì hiệu quả tương đối thấp.
Ở Việt Nam qua một số cơng trình đặc biệt là cơng trình Trà Nóc (tỉnh Cần
Thơ) cũng chứng tỏ ưu việt của phương pháp này là kinh tế, thi cơng nhanh, khơng
có đất thải, lượng xi măng khống chế điều chỉnh chính xác, khơng có độ lún thứ cấp
(nếu làm nền), không gây dao động ảnh hưởng đến cơng trình lân cận, thích hợp với
đất có độ ẩm cao (> 75%).
Ngoài chức năng làm ổn định thành hố, trụ đất xi măng còn được dùng trong
các trường hợp sau:
+ Giảm độ lún cơng trình;
+ Tăng khả năng chống trượt mái dốc;
+ Tăng cường độ chịu tải của đất nền;
+ Giảm ảnh hưởng chấn động đến cơng trình lân cận;
+ Tránh hiện tượng biến lỗng (hố lỏng) của đất rời;
+ Cô lập vùng đất bị ô nhiễm;
1.1.4.3 Chắn giữ hố móng bằng tường liên tục trong đất.
1. Giới thiệu chung.
Công nghệ thi công tường liên tục trong đất tức là dùng các máy đào đặc biệt
để đào móng thành những đoạn hào với độ dài nhất định, khi đào móng có dung
dịch giữ thành móng như sét Bentonite. Sau đó đem lồng cốt thép đã chế tạo sẵn
trên đất đặt vào móng. Dùng ống dẫn đổ bê tơng cho từng đoạn tường, nối các đoạn
tường với nhau bằng các đầu nối đặc biệt (như ống đầu nối hoặc hộp đầu nối), hình
thành một bức tường liên tục trong đất bằng bê tông cốt thép.
Tường liên tục trong đất quây lại thành đường khép kín, khi tiến hành đào hố
móng cho thêm hệ thống thanh chống hoặc thanh neo vào để tăng khả năng chắn

đất, ngăn nước, rất tiện cho việc thi cơng hố móng sâu. Nếu tường liên tục trong đất
đồng thời sau này lại làm kết cấu chịu lực của cơng trình xây dựng thì tính hiệu quả
kinh tế sẽ rất cao.


15

2. Phạm vi áp dụng.
Trong 10 năm trở lại đây việc áp dụng tường liên tục trong đất vào các cơng
trình xây dựng, thuỷ lợi khá phát triển cả về mặt lý luận, nghiên cứu, ứng dụng và
thiết bị chế tạo thi công. Tường liên tục trong đất thường được áp dụng trong các
trường hợp sau:
- Thích hợp với loại địa chất đất nền như: cát cuội sỏi, tầng nham thạch phong hố,
khi ấy cọc bản thép rất khó thi cơng, nhưng lại có thể dùng kết cấu tường liên tục
trong đất thi cơng bằng các loại máy đào thích hợp.
- Do đặc tính của kết cấu tường liên tục trong đất là thân tường có độ cứng lớn,
tính tổng thể tốt, do đó biến dạng của kết cấu và của móng đều rất ít. Nên vừa có
thể dùng trong kết cấu quây giữ siêu sâu, lại có thể dùng trong kết cấu lập thể
(khơng gian).
- Ngồi ra cơng nghệ tường liên tục trong đất có thể giảm bớt ảnh hưởng mơi
trường trong khi thi cơng cơng trình. Khi thi cơng chấn động ít, tiếng ồn thấp, ít
ảnh hưởng đến các cơng trình và đường ống lân cận, dễ khống chế về biến dạng
lún.
- Ngoài ra cũng phải lưu ý nếu mức độ cơng trình hố móng khơng q quan trọng,
thì nên sử dụng các phương pháp khác để ổn định mái hố móng chứ khơng nên sử
dụng phương pháp tường liên tục trong đất. Mặt khác nếu sử dụng tường liên tục
trong đất làm công cụ ổn định mái hố móng đồng thời sau này nó là một phần
chịu lực của kết cấu cơng trình thì tính kinh tế sẽ rất cao.
Tóm lại, thường thì ta có thể dùng phương pháp tường liên tục trong đất khi
làm hố móng sâu trên 10m trong tầng đất yếu, có yêu cầu cao về chống lún và

chuyển dịch của cơng trình xây dựng và đường ống ở xung quanh, hoặc khi tường là
một phần kết cấu chính của cơng trình hoặc khi áp dụng phương pháp thi cơng
ngược.
1.1.4.4. Chắn giữ hố móng bằng thanh chống.
a. Giới thiệu chung.


16

Thanh chống hay hệ thanh chống đã được sử dụng vào cơng việc bảo vệ hố
móng từ lâu. Hệ thống chắn giữ hố móng sâu do hai bộ phận tạo thành, một là
tường quây giữ, hai là thanh chống bên trong hoặc là thanh neo vào đất bên ngoài.
Chúng cùng với tường chắn đất làm tăng thêm ổn định tổng thể của kết cấu chắn
giữ, không những liên quan đến an tồn của hố móng và cơng việc đào đất, mà còn
ảnh hưởng rất lớn đến giá thành và tiến độ thi cơng của cơng trình hố móng.
b. Phạm vi áp dụng.
Hiện nay, hệ thống các thanh chống giữ hố móng sử dụng trong các cơng trình
xây dựng thơng thường và các cơng trình đơ thị. Theo vật liệu tạo nên thanh chống
giữ có thể chia thanh chống ra làm ba loại: Vật liệu là ống thép, thép hình và bê
tơng cốt thép. Căn cứ vào tình hình cụ thể của cơng trình, có khi trong cùng một hố
móng có thể sử dụng cả ba loại thanh chống trên.
Chống bằng kết cấu thép có các ưu điểm là trọng lượng nhỏ, lắp dựng và tháo
dỡ rất thuận tiện, hơn thế có thể tái sử dụng nhiều lần. Căn cứ vào tiến độ đào đất,
chống bằng thanh chống thép có thể vừa đào vừa chống, lại có thể làm cho chống
tăng thật chặt, rất có lợi cho việc hạn chế biến dạng của thân tường. Do đó trong các
trường hợp bình thường nên ưu tiên sử dụng thanh chống bằng thép. Mặt khác do
độ cứng tổng thể của kết cấu thép tương đối kém, mắt nối ghép khá nhiều, khi cấu
tạo mắt nối không hợp lý, hoặc thi công không thoả đáng, khơng phù hợp với u
cầu thiết kế thì rất dễ gây ra chuyển dịch ngang của hố móng do thanh chống và mắt
nối bị biến dạng. Có khi cả mắt nối bị phá hỏng, vì vậy, phải thiết kế hợp lí, quản lí

hiện trường chặt chẽ và nâng cao trình độ kỹ thuật thi cơng ở hiện trường. [7]
Chống bằng kết cấu BTCT đổ tại chỗ có độ cứng khá tốt, thích hợp với các loại
hố móng có hình dạng mặt cắt phức tạp. Nhưng chống bằng BTCT lại có khuyết
điểm là trọng lượng bản thân lớn, khơng sử dụng được nhiều lần, lắp dựng và tháo
dỡ phức tạp.
Tóm lại việc sử dụng thanh chống loại gì phải căn cứ vào cấp, tiến độ, hiện
trường thi công của công trình hố móng, phương tiện và nhân lực thực hiện.


17

1.1.4.5. Chắn giữ hố móng bằng thanh neo.
1. Giới thiệu chung.
Thanh neo là một loại thanh chịu kéo kiểu mới, một đầu thanh liên kết cấu
cơng trình hoặc tường cọc chắn đất, đầu kia neo chặt vào trong đất hoặc tầng ngầm
của nền đất để chịu lực nâng lên, lực kéo nhổ, lực nghiêng lật hoặc áp lực đất, áp
lực nước của tường chắn, nó lợi dụng lực neo giữ của tầng đất để duy trì ổn định
của cơng trình.
2. Phạm vi áp dụng. Thanh neo được áp dụng khá rộng rãi trong xây dựng: sau đây
là một số truờng hợp thơng dụng: Cơng trình hố móng trong xây dựng giao thông
thuỷ lợi; Ta luy đường; Đường hầm; Đập nước; Tháp truyền hình; Cầu treo; .v.v..
1.1.4.6. Chắn giữ hố móng bằng đinh đất.
1. Giới thiệu chung.
Khi đào hố móng sâu theo từng lớp, người ta cũng phân lớp dùng đinh đất (cốt
thép) đóng thành hàng (trên-dưới, trái-phải) tương đối mau vào trong đất ở thành hố
móng, làm cho vách đất chịu lực rắn lại, đồng thời đặt lưới thép trên mặt đinh đất,
sau đó phun bê tơng theo từng lớp, gọi là chắn giữ bằng đinh đất, hay còn gọi là
chắn giữ bằng neo phun, bằng tường đinh đất.
2. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
-

Đinh đất cùng với vách đất hình thành một thể phức hợp, nâng cao tính ổn định
tổng thể và khả năng chịu tải ở thành của mái dốc, tăng cường tính dãn phá huỷ
của khối đất, cải thiện tính chất sụt lở đột ngột của bờ thành có lợi cho thi cơng
được an tồn.

-

Chuyển dịch của thân tường đinh đất ít, thường đo được chỉ khoảng 20mm, ít
ảnh hưởng đến các cơng trình ở xung quanh.

-

Thiết bị đơn giản dễ mở rộng sử dụng, do đinh đất có chiều dài ngắn hơn nhiều
so với thanh neo trong đất nên dễ khoan lỗ, dễ bơm vữa, thiết bị bê tơng ....đơn
vị thi cơng cũng dễ tìm kiếm.