ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

TRẦN VIỆT THÁI

PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ GIỚI HẠN TƢỜNG VÂY
THEO HỆ SỐ AN TOÀN
Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng
Mã số: 60 58 02 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, Tháng 06 Năm 2017


TP. HỒ CHÍ MINH 06/ 2017
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm

Cán bộ chấm nhận xét 1:

TS. Đỗ Thanh Hải

Cán bộ chấm nhận xét 2:

PGS.TS. Tô Văn Lận

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG
TP. HCM, ngày 18 tháng 07 năm 2017
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm:
1. GS.TSKH. Nguyễn Văn Thơ
2. PGS.TS. Lê Bá Vinh
3. TS. Đỗ Thanh Hải
4. PGS.TS. Tô Văn Lận
5. PGS.TS. Võ Phán
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƢỞNG KHOA
KỸ THUẬT XÂY DỰNG

GS.TSKH. Nguyễn Văn Thơ

PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc


NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: TRẦN VIỆT THÁI

MSHV: 7140055

Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1991

Nơi sinh: Lâm Đồng

Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng

Mã số: 60 58 02 11

I. TÊN ĐỀ TÀI:
PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ GIỚI HẠN TƯỜNG VÂY THEO HỆ SỐ AN TOÀN
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết phân tích hố đào.
Chương 3: Mơ hình và phân tích ngược cho các dự án hầm cụ thể.
Chương 4: Phân tích chuyển vị ngang giới hạn tường vây theo hệ số an toàn.
Kết luận và kiến nghị
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

: 16/01/2017

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 18/06/2017
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm
TP. HCM, ngày... tháng... năm 201...

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm

PGS.TS. Lê Bá Vinh

TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS.
Nguyễn Minh Tâm người đã giúp tác giả xây dựng ý tưởng của đề tài, mở ra những
hướng đi trên con đường tiếp cận phương pháp nghiên cứu khoa học. Thầy đã hướng
dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này.
Tác giả cũng xin cám ơn anh Nguyễn Cơng Oanh đã có nhiều ý kiến đóng góp q
báu và giúp đỡ tác giả rất nhiều trong suốt chặng đường vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học
Bách Khoa TP. HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho tác giả từ khi
tác giả học Đại học và trong suốt khóa Cao học.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Phịng Kỹ Thuật Hịa Bình và đặc biệt
là TS. Huỳnh Quốc Vũ luôn tạo điều kiện để tác giả nâng cao kiến thức chuyên môn
thông qua việc tham gia tính tốn các biện pháp hầm và các chương trình đào tạo trong
lĩnh vực Địa Kỹ Thuật.
Hi vọng đề tài luận văn của tác giả sẽ là tài liệu tham khảo hữu dụng cho q trình
tính toán trong thực tiễn. Tác giả mong nhận được sự góp ý của q thầy cơ và bạn bè
để tiếp tục hoàn thiện đề tài này.


TP. HCM, ngày 18 tháng 06 năm 2017
Tác giả luận văn

Trần Việt Thái


TĨM TẮT LUẬN VĂN
Thơng thường, giá trị cho phép chuyển vị ngang tường vây được lấy là 0.5%
chiều sâu hố đào theo các tiêu chuẩn và tài liệu trên thế giới. Đây là giá trị được xem
xét cho tất cả trường hợp kể cả dự án nằm trong đô thị (tiếp giáp nhà dân) hoặc khu
ngoại ô (không tiếp giáp nhà dân). Chính điều này đã gây nên nhiều tranh cãi và lãng
phí trong thiết kế cũng như là thi cơng cơng trình ngầm đặc biệt trong khu ngoại ơ, khi
mà chỉ cần đảm đảo hệ số an toàn tối thiểu. Chính vì vậy, tác giả thực hiện đề tài
“PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ GIỚI HẠN TƢỜNG VÂY THEO HỆ SỐ AN
TOÀN” nhằm xác định chuyển vị giới hạn tường vây (ứng với hệ số an tồn cho phép)
thơng qua mơ hình Plaxis và phân tích ngược cho các dự án hầm.
Kết quả cho thấy, chuyển vị ngang tường vây có sự tương quan rõ rệt theo hệ số
an toàn với cùng dạng tổng quát

Ux
1
U 
  FS   x  ,
H
3
 H 0

trong đó


 U x  là
 
 H 0

giá trị thay đổi phụ

thuộc theo trình tự thi công. Cụ thể giá trị này là 3.5% khi đào công xôn, 2.5% khi đào
B1, 2% khi đào B2, 1.6% khi đào B3, 1.2% khi đào B4 và 0.95% khi đào B5. Với giá
trị hệ số an toàn cho phép khi phân tích ổn định tổng thể cho các hố đào sâu được chắn
đỡ bởi tường vây là [FS]=1.4 theo các tiêu chuẩn và tài liệu hướng dẫn khác nhau, thì
các giá trị giới hạn tường vây tương ứng cho từng giai đoạn đào đất sẽ là
cho giai đoạn đào công xôn,
đoạn đào B2,
và

H
 3% H
33

H
H
 1.65% H cho giai
 2% H cho giai đoạn đào B1,
60
50

H
H
 1.25% H cho giai đoạn đào B3,
 0.75% H cho giai đoạn đào B4

80
135

H
 0.5% H cho giai đoạn đào B5.
200

Giá trị chuyển vị ngang giới hạn của tường vây có ý nghĩa nhất định trong việc
tối ưu thiết kế biện pháp thi cơng cơng trình ngầm của khu ngoại ơ khi hố đào chỉ cần
đảm bảo hệ số an toàn cho phép. Ngồi ra, giá trị này cịn đóng vai trị quan trọng
trong việc theo dõi đánh giá sự ổn định của hố đào trong suốt q trình thi cơng dựa
vào dữ liệu quan trắc, trong trường hợp có chuyển biến bất lợi (tức là chuyển vị từ
quan trắc lớn hơn giá trị giới hạn theo nghiên cứu của tác giả) thì phải bổ sung các
biện pháp gia cường ngay lập tức để tránh sự sụp đổ hố đào.


SUMMARY
According to building standards and references around the world, the allowed
horizontal displacement of diaphragm wall would be generally estimated as 0.5% of
depth excavation. This estimation was considered for all construction cases, including
urban (adjacent to other buildings and households) and green field. This has resulted
several debates and conservativeness in design as well as basement construction;
especially in green field condition where only minimum factor of safety is considered.
Therefore, this study will aim to estimate diaphragm wall’s maximum allowable
displacement based on minimum allowable factor of safety, employing Plaxis models
and back-analyses for many basement projects.
The results showed the horizontal displacement of diaphragm wall manifested a
close correlation with factor of safety according to the generalised formular
Ux
1

U 
  FS   x  ;
H
3
 H 0

where

 U x  varies
 
 H 0

according to the construction sequences. This

value is 3.5% in case of cantilever excavation stage, 2.5% in case of B1 excavation
stage, 2.0% in case of B2 excavation stage, 1.6% in case of B3 excavation stage, 1.2%
in case of B4 excavation stage and 0.95% in case of B5 excavation stage. With the
allowable factor of safety of 1.4 from different standards and references for
underground construction, the allowable displacement for diaphragm wall with respect
H
 3% H in case of cantilever excavation
33
H
H
stage,
 1.65% H in case of B2
 2% H in case of B1 excavation stage,
60
50
H

H
excavation stage,
 0.75% H in case
 1.25% H in case of B3 excavation stage,
135
80
H
of B4 excavation stage and
 0.5% H in case of B5 excavation stage.
200

to each construction sequences, which is

The maximum allowable horizontal displacement of diaphragm wall plays a
particular role in maximizing the efficiency of the construction method in underground
construction for areas in green field condition, where only minimum allowable factor
of safety is taken into consideration. In addition, it is also important for the
construction’s provision and assessment of the excavation’s stability during the
construction’s duration based on monitoring data. If the monitored displacement
exceeds the estimated maximum allowed displacement, additional reinforcement will
be needed to prevent the excavation from collapse.


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là đề tài do chính tác giả thực hiện dưới sự hướng dẫn của
thầy PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm.
Các kết quả trong Luận văn là đúng sự thật và chưa được công bố ở các nghiên cứu
khác.
Tác giả xin chịu trách nhiệm về đề tài thực hiện của mình.


TP. HCM, ngày 18 tháng 06 năm 2017
Tác giả luận văn

Trần Việt Thái


7

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU..................................................................................................................14
1.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .............................................................14

2.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ...............................................14

3.

Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI .....................................................15

4.

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................................15

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ MỐI TƢƠNG QUAN CỦA CHUYỂN VỊ


NGANG TƢỜNG VÂY VÀ HỆ SỐ AN TOÀN..........................................................16
1.1.

CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CHUYỂN VỊ NGANG TƢỜNG VÂY ...........16

1.2.

CÁC NGHIÊN CỨU VỀ HỆ SỐ AN TOÀN ...........................................21

1.3.

MỐI TƢƠNG QUAN GIỮA CHUYỂN VỊ NGANG TƢỜNG VÂY VÀ

HỆ SỐ AN TỒN .........................................................................................................22
1.4.

DỮ LIỆU CƠNG TRÌNH THỰC TẾ ........................................................22

1.5.

NHẬN XÉT ...............................................................................................27

CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN TÍCH HỐ ĐÀO ..........................28
2.1.

ỔN ĐỊNH NỀN KHI THI CÔNG HỐ ĐÀO .............................................28

2.2.

PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ AN TỒN ....................................38


2.3.

MƠ HÌNH NỀN TRONG PHÂN TÍCH HỐ ĐÀO SÂU ..........................40

2.4.

NHẬN XÉT ...............................................................................................47

CHƢƠNG 3 MƠ HÌNH VÀ PHÂN TÍCH NGƢỢC CHO CÁC DỰ ÁN HẦM
CỤ THỂ

..........................................................................................................49

3.1.

DỰ ÁN SAI GON CENTER .....................................................................49

3.2.

DỰ ÁN GERMAN HOUSE ......................................................................71

3.3.

DỰ ÁN RIVERGATE RESIDENCE ........................................................76

3.4.

DỰ ÁN SSG TOWER ...............................................................................80


3.5.

DỰ ÁN TRUNG TÂM THƢƠNG MẠI HẢI QUÂN...............................84

3.6.

DỰ ÁN SHP PLAZA BUILDING ............................................................88


8
3.7.

NHẬN XÉT ...............................................................................................92

CHƢƠNG 4 PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG GIỚI HẠN CỦA TƢỜNG
VÂY THEO HỆ SỐ AN TOÀN ...................................................................................95
4.1.

PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN HỆ SỐ AN TỒN .....95

4.2.

TÍNH TỐN HỆ SỐ AN TỒN ...............................................................96

4.3.

THIẾT LẬP MỐI TƢƠNG QUAN GIỮA CHUYỂN VỊ NGANG GIỚI

HẠN VÀ HỆ SỐ AN TOÀN ......................................................................................103
4.4.


ỨNG DỤNG TRONG MỘT SỐ TRƢỜNG HỢP THỰC TẾ ................107

4.5.

NHẬN XÉT .............................................................................................113

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...............................................................................114
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................116

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Mối quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất tường vây và chiều sâu hố đào
(Ou et al. 1993) ..............................................................................................................16
Hình 1.2: max thay đổi theo độ sâu được so sánh với Moormann’s (2004) với khoảng
dao động max = 0.5-1% H (giá trị trung bình là 0.87%) ..............................................19
Hình 1.3: max/H thay đổi theo độ sâu được so sánh với kết quả của Long(2001) trong
trường hợp tường được chống đỡ/ phương pháp Topdown. .........................................20
Hình 1.4: Mối quan hệ giữa chuyển hệ số an toàn chống trồi đáy, độ cứng tường vây
và hệ thống chống đỡ với chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây .............................22
Hình 1.5: Chuẩn hóa chuyển vị ngang theo chiều sâu hố đào từ dữ liệu ở ..................26
Hình 2.1: Cơ chế phá hoại có thể xảy ra của tường chắn ............................................28
Hình 2.2: Các trạng thái phá hoại cắt tổng thể. (a) Đáy tường cọc bị đẩy .................30
Hình 2.3: Phân tích đẩy ngang tường cọc theo phương pháp áp suất tổng cộng:
(a) Phân bố áp lực đất tổng cộng; (b) Cân bằng hệ lực của phân tố tường tách ra. ...31
Hình 2.4: Phân tích đẩy trồi đáy hố đào theo phương pháp sức chịu tải của Terzaghi.
(a) Tìm mặt phá hoại theo phương pháp thử dần; (b) Mặt phá hoại thứ 2; (c) Mặt phá
hoại thứ 3; (d) Cả 2 phía hố đào xảy ra phá hoại.........................................................32


9

Hình 2.5: Phân tích đẩy trồi hố đào theo phương pháp Terzaghi: (a) D  B / 2
(b) D  B / 2 ................................................................................................................32
Hình 2.6: Phân tích đẩy trồi hố đào theo phƣơng pháp sức chịu tải âm : (a) Mặt trƣợt
có bề rộng

2B1 ; (b) Mặt trƣợt khác có bề rộng

2B1 ; (c) Mặt trƣợt bao phủ toàn đáy

hố đào. ...........................................................................................................................33
Hình 2.7: Hệ số sức chịu tải Skempton (Skempton, 1951) ...........................................33
Hình 2.8: Vị trí tâm cung trịn theo phương pháp mặt trụ trịn ....................................34
Hình 2.9: Phân tích đẩy trồi hố đào theo phương pháp mặt trượt trụ tròn: (a) Mặt
trượt phá hoại và (b) Lực tác động lên khối trượt ........................................................35
Hình 2.10: Phân tích đẩy trồi đáy hố đào do áp lực nước ...........................................36
Hình 2.11: Lưới thấm qua chân tường chắn ................................................................37
Hình 2.12: Sơ đồ phân tích “cát sơi” ...........................................................................37
Hình 2.13: Phân mảnh trong phương pháp cân bằng giới hạn ...................................38
Hình 2.14: Phân tích Phi-c reduction trong phương pháp phần tử hữu hạn_Plaxis ...39
Hình 2.15: Hình dạng mặt dẻo tổng qt của mơ hình Mohr-Coulomb trong khơng
gian ứng suất chính .......................................................................................................40
Hình 2.16: Lộ trình ứng suất trong mơ hình Mohr-Coulomb và đất thực....................42
Hình 2.17: Thơng số độ cứng được xác định từ thí nghiệm ba trục .............................42
Hình 2.18: Quan hệ giữa biến dạng thể tích và biến dạng dọc trục từ thí nghiệm ba
trục thốt nước ..............................................................................................................42
Hình 2.19: Hình dạng mặt dẻo tổng qt của mơ hình Hardening Soil trong khơng
gian ứng suất chính .......................................................................................................43
Hình 2.20: Mơ phỏng cách xác định (a) E50ref và m, (b) và (c) Eoedref ..........................46
Hình 3.1: Ảnh phối cảnh 3D kiến trúc của dự án Sai Gon Center ...............................49
Hình 3.2: Vị trí dự án ....................................................................................................49

Hình 3.3: Kích thước hình học phần ngầm cơng trình .................................................50
Hình 3.4: Mặt cắt hình học phần ngầm cơng trình ......................................................50
Hình 3.5: Mặt bằng hố khoan (11 hố khoan) ...............................................................51


10
Hình 3.6: Mặt cắt địa chất (có 4 lớp chính) .................................................................51
Hình 3.7: Sự thay đổi SPT theo độ sâu .........................................................................52
Hình 3.8: Xác định thông số sức chống cắt và độ cứng từ thí nghiệm ba trục của lớp
sét gầy phía trên (Lớp 1) ...............................................................................................53
Hình 3.9: Xác định thơng số sức chống cắt và độ cứng từ thí nghiệm ba trục của lớp
cát phía trên (Lớp 2) ......................................................................................................54
Hình 3.10: Xác định thơng số sức chống cắt và độ cứng từ thí nghiệm ba trục của lớp
sét phía dưới (Lớp 3) .....................................................................................................54
Hình 3.11: Xác định thông số sức chống cắt và độ cứng từ thí nghiệm ba trục của lớp
sét phía dưới (Lớp 4) .....................................................................................................55
Hình 3.12: Xác định thơng số độ cứng từ thí nghiệm nén cố kết của lớp sét gầy phía
trên (Lớp 1) ....................................................................................................................55
Hình 3.13: Tương quan giữa độ cứng từ thí nghiệm nén ngang .................................56
Hình 3.14: Tương quan giữa độ cứng từ thí nghiệm nén ngang .................................56
Hình 3.15: Mặt bằng tường vây ....................................................................................58
Hình 3.16: Hình ảnh khảo sát cơng trường (ảnh tổng thể) ..........................................60
Hình 3.17: Hình ảnh khảo sát cơng trường (Đường Pasteur) .....................................60
Hình 3.18: Hình học hố đào .........................................................................................63
Hình 3.19: Mơ hình thi cơng tầng hầm trong Plaxis 2D ..............................................64
Hình 3.20: Kết quả lưới biến dạng giai đoạn đào xuống đáy móng -24.6mGL ...........64
Hình 3.21: Chuyển vị ngang tường vây giáp đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa (Ux=62mm)
.......................................................................................................................................65
Hình 3.22: Chuyển vị ngang tường vây giáp đường Lê Lợi (Ux=65mm) .....................65
Hình 3.23: Chuyển vị ngang tường vây theo trình tự thi cơng (Plaxis) .......................65

Hình 3.24: Mặt bằng bố trí ống quan trắc trong và ngồi tường vây ..........................66
Hình 3.25: Kết quả quan trắc chuyển vị ngang tường vây ...........................................67
Hình 3.26: Ảnh phối cảnh 3D kiến trúc của dự án German House .............................71
Hình 3.27: Kích thước hình học phần ngầm cơng trình ...............................................72


11
Hình 3.28: Mặt cắt hình học phần ngầm cơng trình ....................................................72
Hình 3.29: Ảnh phối cảnh 3D kiến trúc của dự án Rivergate Residence .....................76
Hình 3.30: Vị trí dự án ..................................................................................................76
Hình 3.31: Kích thước hình học phần ngầm cơng trình ...............................................77
Hình 3.32: Mặt cắt hình học phần ngầm cơng trình ....................................................77
Hình 3.33: Ảnh phối cảnh 3D kiến trúc của dự án SSG Tower....................................80
Hình 3.34: Kích thước hình học phần ngầm cơng trình ...............................................81
Hình 3.35: Mặt cắt hình học phần ngầm cơng trình ....................................................81
Hình 3.36: Ảnh phối cảnh 3D kiến trúc của dự án TTTM Hải Qn ...........................84
Hình 3.37: Vị trí dự án ..................................................................................................84
Hình 3.38: Kích thước hình học phần ngầm cơng trình ...............................................85
Hình 3.39: Mặt cắt hình học phần ngầm cơng trình ....................................................85
Hình 3.40: Ảnh phối cảnh 3D kiến trúc của dự án SHP Plaza Building .....................88
Hình 3.41: Vị trí dự án ..................................................................................................88
Hình 3.42: Kích thước hình học phần ngầm cơng trình ...............................................89
Hình 3.43: Mặt cắt hình học phần ngầm cơng trình ....................................................89
Hình 3.44: Tổng hợp chuyển vị ngang tường vây theo độ sâu hố đào cho các dự án
trong luận văn ................................................................................................................93
Hình 3.45: Tổng hợp chuyển vị ngang tỷ đối của tường vây theo độ sâu hố đào cho
các dự án trong luận văn ...............................................................................................93
Hình 3.46: So sánh dữ liệu chuyển vị ngang tường vây theo độ sâu hố đào cho các dự
án trong luận văn và dữ liệu từ các nguồn khác ...........................................................94
Hình 3.47: So sánh dữ liệu chuyển vị ngang tỷ đối tường vây theo độ sâu hố đào cho

các dự án trong luận văn và dữ liệu từ các nguồn khác ...............................................94
Hình 4.1: Mơ hình thi cơng tầng hầm trong Plaxis 2D ................................................96
Hình 4.2: Mơ hình hố đào trong phần mềm Geo 5 .......................................................96
Hình 4.3: Mối tương quan giữa chuyển vị ngang tường vây theo hệ số ổn định tổng
thể và theo trình tự thi cơng (đường bao) ...................................................................104


12
Hình 4.4: Mối tương quan giữa chuyển vị ngang tường vây theo hệ số ổn định tổng
thể và theo trình tự thi cơng (đường trung bình) .........................................................105
Hình 4.5: Mặt cắt thi cơng ..........................................................................................107
Hình 4.6: Kết quả quan trắc chuyển vị ngang tường vây khi đào xuống đáy móng ..108
Hình 4.7: Hiện trạng thực tế (tường vây chuyển vị lớn và vỉa hè bị lún sụt) .............109
Hình 4.8: Gia cường bằng hệ chống ngang và chống chéo để hạn chế chuyển vị ngang
và tiếp tục triển khai thi công đào đất .........................................................................109
Hình 4.9: Mặt bằng thi cơng dự án ............................................................................110
Hình 4.10: Mặt cắt thi cơng ........................................................................................110
Hình 4.11: Kết quả quan trắc chuyển vị ngang tường vây khi đào xuống đáy móng 111
Hình 4.12: Hiện trạng thực tế (tường vây chuyển vị lớn và bị nứt) ...........................112
Hình 4.13: Chia mạch ngừng và đẩy nhanh công tác bê tông cốt thép tại 2 khu góc112

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Giới hạn chuyển vị cho phép của tường chắn ..............................................18
Bảng 1-2: Bảng tổng hợp dữ liệu chuyển vị ngang tường vây trích từ Goldberg,
Jaworski et al. (1976) ....................................................................................................23
Bảng 1-3: Bảng tổng hợp dữ liệu chuyển vị ngang tường vây các dự án tại Hồ Chí
Minh, Việt Nam trích từ Nguyễn Kiệt Hùng và N. Phienwej (2015) .............................24
Bảng 1-4: Bảng tổng hợp dữ liệu chuyển vị ngang tường vây của các dự án tại Việt
Nam do Cơng ty Hịa Bình thực hiện.............................................................................25
Bảng 2-1: Thơng số mơ hình Mohr-Coulomb ...............................................................41

Bảng 2-2: Thơng số mơ hình Hardening Soil ...............................................................45
Bảng 2-3: Hệ số an toàn tương ứng với các dạng phá hoại tổng thể ...........................47
Bảng 2-4: So sánh các đặc tính giữa mơ hình Hardening Soil và mơ hình MohrCoulomb.........................................................................................................................48
Bảng 3-1: Thơng số đất cho mơ hình Hardening Soil ..................................................57
Bảng 3-2: Thơng số tường vây trong mơ hình Plaxis ...................................................59


13
Bảng 3-3: Thơng số tường vây trong mơ hình Plaxis ...................................................59
Bảng 3-4: Mơ phỏng trình tự thi cơng ..........................................................................61
Bảng 3-5: Tiến độ thi công đào đất ...............................................................................66
Bảng 3-6: Kết quả quan trắc chuyển vị ngang tường vây bằng ống Inclinometer .......67
Bảng 3-7: Kết quả phân tích chuyển vị ngang tường vây theo dữ liệu quan trắc.........68
Bảng 3-8: Kết quả phân tích chuyển vị ngang tường vây theo dữ liệu quan trắc.........73
Bảng 3-9: Kết quả phân tích chuyển vị ngang tường vây theo dữ liệu quan trắc.........78
Bảng 3-10: Kết quả phân tích chuyển vị ngang tường vây theo dữ liệu quan trắc ......82
Bảng 3-11: Kết quả phân tích chuyển vị ngang tường vây theo dữ liệu quan trắc ......85
Bảng 3-12: Kết quả phân tích chuyển vị ngang tường vây theo dữ liệu quan trắc ......90
Bảng 4-1: Giá trị hệ số an tồn ....................................................................................95
Bảng 4-2: Phân tích hệ số an tồn theo phương pháp phần tử hữu hạn và phương
pháp cân bằng giới hạn. ................................................................................................97
Bảng 4-3: So sánh hệ số an toàn giữa phương pháp tính theo phần tử hữu hạn và
phương pháp cân bằng giới hạn. .................................................................................101
Bảng 4-4: Phân tích hệ số an toàn theo phương pháp phần tử hữu hạn. ...................102
Bảng 4-5: Phân tích hệ số an tồn theo phương pháp phần tử hữu hạn. ...................102
Bảng 4-6: Phân tích hệ số an toàn theo phương pháp phần tử hữu hạn. ...................102
Bảng 4-7: Phân tích hệ số an tồn theo phương pháp phần tử hữu hạn. ...................103
Bảng 4-8: Phân tích hệ số an toàn theo phương pháp phần tử hữu hạn. ...................103
Bảng 4-9: Giá trị giới hạn chuyển vị ngang tường vây ứng với hệ số an toàn FS=1.4
.....................................................................................................................................106

Bảng 4-10: Đánh giá chuyển vị ngang tường vây ......................................................108
Bảng 4-11: Đánh giá chuyển vị ngang tường vây ......................................................111
Bảng 4-12: Giá trị hệ số an toàn ................................................................................113


14

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Để đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng không gian ngày càng lớn của con ngƣời đặc
biệt trong đô thị, việc phát triển không gian ngầm là một lựa chọn mà các nƣớc có diện
tích đất nhỏ đã làm. Hiện nay, Việt Nam cũng đi theo xu hƣớng đó để phát triển cơ sở
hạ tầng trong các khu đơ thị lớn. Với tình hình xây dựng cơng trình ngầm ở nƣớc ta
đang trong thời kỳ phát triển thì cơng tác tính tốn thiết kế và những vấn đề liên quan
đến điều kiện thi cơng cơng trình ngầm rất đƣợc quan tâm. Cụ thể, việc dự đoán mức
độ ảnh hƣởng của chuyển vị ngang tƣờng vây lên cơng trình lân cân cũng nhƣ là đảm
bảo hệ số an toàn (hay hệ số ổn định tổng thể) của hố đào theo các quy chuẩn hiện
hành trong suốt q trình thi cơng là vấn đề cần thiết và quan trọng. Đối với các cơng
trình ngầm nằm trong khu vực đơ thị thì chuyển vị ngang tƣờng vây cần đƣợc giới hạn
theo quy định của thiết kế để hạn chế đến mức tối thiểu những tác động đến cơng trình
lân cận, khi đó chi phí biện pháp sẽ lớn. Cịn đối với các cơng trình ngầm nằm ngoại ơ
hay các khu đất trống thì chỉ cần đảm bảo hệ số an toàn tối thiểu theo các quy chuẩn để
tiết giảm chi phí biện pháp mà vẫn an tồn khi thi cơng.
Thơng thƣờng, giá trị cho phép chuyển vị ngang tƣờng vây đƣợc lấy là 0.5%
chiều sâu hố đào theo các tiêu chuẩn và tài liệu trên thế giới. Đây là giá trị đƣợc xem
xét cho tất cả trƣờng hợp kể cả dự án nằm trong đô thị (tiếp giáp nhà dân) hoặc khu
ngoại ô (không tiếp giáp nhà dân). Chính điều này đã gây nên nhiều tranh cãi và lãng
phí trong thiết kế cũng nhƣ là thi cơng cơng trình ngầm đặc biệt trong khu ngoại ơ, khi
mà chỉ cần đảm đảo hệ số an toàn tối thiểu. Chính vì vậy, việc xác định chuyển vị giới
hạn tƣờng vây (ứng với hệ số an toàn tối thiểu) đóng vai trị quan trọng trong việc tối

ƣu thiết kế và thi công hố đào sâu trong điều kiện ngoại ô.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Xác định chuyển vị tƣờng vây theo chiều sâu hố đào sâu cho các loại đất khác
nhau.
Thiết lập mối tƣơng quan giữa giá trị chuyển vị tƣờng vây và hệ số an toàn dựa
trên kết quả phân tích ngƣợc.
Tìm ra giá trị giới hạn chuyển vị ngang tƣờng vây tƣơng ứng với hệ số an toàn
cho phép tối thiểu


15
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Là tài liệu tham khảo cho việc quy định giá trị cho phép của tƣờng vây đặc biệt
là trong khu vực ngoại ô (khi chỉ cần đảm bảo giá trị giới hạn), từ đó có những thiết kế
biện pháp thi cơng phù hợp.
Là tài liệu tham khảo cho q trình thi cơng để theo dõi và đánh giá hệ số an
toàn của hố đào theo dữ liệu quan trắc thực tế của tƣờng vây dựa trên đồ thị tƣơng
quan giữa chuyển vị ngang tƣơng vây và hệ số an toàn.
Là tài liệu tham khảo cho việc tính tốn và mơ hình hố đào sâu bằng phần mềm
Plaxis trong thiết kế.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Thu thập tài liệu nghiên cứu liên quan đến chuyển vị ngang tƣờng vây.
Thu thập các dữ liệu thực tế về cơng trình ngầm đƣợc thi cơng bằng tƣờng vây.
Tiến hành phân tích ngƣợc và thiết lập mối tƣơng quan giữa chuyển vị ngang
tƣơng vây và hệ số an toàn. Từ đó đƣa ra giá trị chuyển vị ngang tƣờng vây giới hạn
tƣơng ứng với hệ số an toàn tối thiểu cho phép.


16


CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MỐI TƢƠNG QUAN CỦA
CHUYỂN VỊ NGANG TƢỜNG VÂY VÀ HỆ SỐ AN TOÀN
1.1.

CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CHUYỂN VỊ NGANG TƢỜNG VÂY

1.1.1. DEEP EXCAVATION THEORY AND PRACTICE (CHANG YU-OU)
Mối liên hệ giữa chiều sâu hố đào với chuyển vị ngang của tƣờng vây
trong hố đào sâu đã đƣợc Ou và các đồng sự (1993) nghiên cứu thơng qua phân tích
các cơng trình hố đào sâu trong khu vực Đài Bắc. Theo kết quả của nghiên cứu này
thì chuyển vị ngang lớn nhất trong các tƣờng vây hố đào sâu khoảng từ 0.2-0.5%
chiều sâu hố đào  hm  (0.2  0.5%) H e nhƣ Hình 1.1 bên dƣới.

Hình 1.1: Mối quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất tường vây và chiều sâu hố đào
(Ou et al. 1993)

1.1.2. CODE OF PRACTICE FOR EARTH RETAINING STRUCTURES (BS
8002:1994)
Thiết kế tƣờng chắn đất theo tiêu chuẩn Anh Quốc, BS 8002 (1994) đƣợc dựa
trên nguyên lý trạng thái tới hạn và phần lớn những phân tích sử dụng phƣơng pháp
cân bằng giới hạn. BS 8002 đã thừa nhận rằng biến dạng của đất với 100% khả năng
huy động sức kháng cắt của đất nền xung quanh sẽ rất lớn so với biến dạng cho phép
trong giai đoạn làm việc. Do đó, giá trị huy động M đƣợc đề xuất trong cho sức kháng


17
cắt của để để thiết kế cho giai đoạn sử dụng. Với giá trị huy động này thì sự phát sinh
biến dạng trong đất sẽ đƣợc hạn chế đủ thấp để đảm bảo biến dạng trong đất nền và kết
cấu đƣợc ngăn chặn.

Đặc biệt, BS 8002 kiến nghị hệ số huy động 1.5 cho thiết kế sử dụng các thông
số ứng suất tổng và 1.2 khi sử dụng các thông số hữu hiệu nếu chuyển vị tƣờng vây
đƣợc giới hạn trong 0.5% chiều cao tƣờng chắn cho đất dẻo mềm hoặc chặt vừa. Hệ số
huy động nên lớn hơn 1.5 cho sét với biến dạng lớn hơn nếu chuyển vị tƣờng đƣợc
giới hạn trong 0.5% chiều cao tƣờng chắn (xem điều 3.2.4 và 3.2.5 trong mục
3_Nguyên lý, phƣơng pháp thiết kế và áp lực đất).
Đối với sức chống cắt không thoát nước (giá trị huy động M=1.5):
Su ,design 

Su Su

M 1.5

(1-1)

Đối với sức chống cắt hữu hiệu (giá trị huy động M=1.2):
design _ c ' 

c' c'

M 1.2

design _ tan  ' 

tan  ' tan  '

M
1.2

(1-2)

(1-3)

1.1.3. LIMITING VALUES OF RETAINING WALL DISPLACEMENTS AND
IMPACT TO THE ADJACENT STRUCTURES (FOK ET AL.)
Trong bài báo này, Fok và những ngƣời khác đã chỉ ra 3 điểm quan trọng cần
đƣợc lƣu ý đối với hệ số huy động đƣợc quy định trong BS 8002. Thứ nhất, những
kiến nghị trên không chỉ định rằng chuyển vị tƣờng chắn phải giới hạn trong 0.5%
chiều cao tƣờng chắn. Những kiến nghị trong BS 8002 về hệ số huy động cho đất dẻo
mềm và chặt vừa đang đƣa ra 1 ví dụ về phƣơng pháp thiết kế sức kháng cắt huy động
(MSD). Theo Bolton (1993), hệ số huy động trong BS 8002 sẽ giới hạn sức kháng cắt
thiết kế của đất đƣợc huy động ứng với 1% biến dạng cắt. Để mô tả cho mối quan hệ
giữa biến dạng của đất và chuyển vị tƣờng chắn, Bolton (1993, 1996) đã thể hiện từ
những dạng hình học do tƣờng chắn bị xoay 1/200 tƣơng ứng với 0.5% chiều cao
tƣờng chắn và gây ra biến dạng cắt trong đất lên tới 1%. Do đó, quy định “chuyển vị
tƣờng chắn giới hạn trong 0.5% chiều cao tƣờng chắn” là 1 kết quả đơn giản của việc
giới hạn 1% biến dạng cắt của đất nền đối với đất dẻo mềm hoặc chặt vừa. Thứ hai,
cần phải làm rõ là chiều cao tƣờng chắn tham khảo theo BS 8002 là chiều cao tổng
cộng của tƣờng chắn, tức là bao gồm cả phần tƣờng chắn đỡ và phần chân kèo sâu vào
trong đất để ổn định chân. Đã có nhiều nhầm lẫn khi sử dụng phần tƣờng chắn đỡ phía
trên (tƣơng ứng chiều sâu đào đất) để chuẩn hóa chuyển vị ngang tƣờng chắn và
chuyển vị đất nền đƣợc báo cáo trong hầu hết tổng quan về hố đào sâu. Cần phải phân
biệt rõ vấn đề này khi tham chiếu dữ liệu chuyển vị đã chuẩn hóa từ BS 8002. Thứ ba,
ý tƣởng tƣờng vây bị xoay nhƣ là một cơ chế phá hoại chủ yếu đối với tƣờng consol


18
hoặc tƣờng vây đƣợc chống đỡ bởi 1 hệ chống. Hệ số huy động đƣợc đề cập trong BS
8002 là 1 phƣơng pháp đơn giản thích hợp với cơ chế phá hoại dƣới dạng xoay của
tƣờng chắn consol hoặc tƣờng chắn có 1 hệ chống. Cho loại tƣờng chắn có nhiều hệ
chống tƣơng đối điển hình cho hố đào sâu vào thời điểm hiện tại thì cơ chế biến dạng

trở nên phức tạp và phải xem xét hình dạng chuyển vị gia tăng tƣơng ứng trong từng
giai đoạn đào đất. Bolton cũng những ngƣời khác (2008) đã đề xuất phƣơng pháp sức
kháng cắt huy động và đƣa ra hàm lƣợng giác về sự phát triển biến dạng trong trƣờng
hơp tƣờng chắn có nhiều hệ chống.
1.1.4. ADVISORY NOTE ON EARTH RETAINING OR STABILISING
STRUCTURES (ERSS)
Cơ quan quản lý về xây dựng (Building and Construction Authority_BCA), 1 tổ
chức do chính phủ Singapore thành lập, đã phát hành các quy định trong thiết kế hố
đào sâu về tƣờng chắn đất và ổn định kết cấu vào 04/2009 dựa trên sự đánh giá và xem
xét toàn diện các quy định xây dựng trong 3 năm áp dụng và thực thi trƣớc đó. Đặc
biệt ƣu tiên là các quy định các ảnh hƣởng đáng kể đến chi phí cũng nhƣ tiến độ thi
cơng mà nhận đƣợc nhiều phản hồi từ phía nhà thầu, trong đó phải kể đến giá trị
chuyển vị giới hạn cho phép của tƣờng vây (tham khảo điều 9 và điều 10 trong mục
B_Thiết kế).
Bảng 1.1: Giới hạn chuyển vị cho phép của tường chắn
Vị trí cơng trình lân cận, kết cấu và
Giới hạn chuyển vị ngang/
Khu vực
Trong đó
x = khoảng cách từ mặt hố đào;
H = chiều sâu hố đào;
w=chuyển vị tƣờng chắn

hệ thống hạ tầng

Khu vực 1
(x/H < 1)

Khu vực 2
(1  x/H  2)


0.5%

0.7%

Khu vực 3
(x/H > 2)
Nền
loại A

Nền
loại B

0.7%

1.0%

Chuyển vị lớn nhất
cho phép tƣờng chắn(w/H)

Một trong những vấn đề chủ chốt của thiết kế và thi công của tƣờng chắn đất và
ổn định kết cấu (ERSS) với mục đích đảm bảo sức kháng cắt của đất không đƣợc huy
động vƣợt quá biến dạng của đất nền. Trong Bảng 1.1 thể hiện giá trị giới hạn cho
phép của các khu vực khác nhau. Cụ thể: Zone 1 có cơng trình lân cận nằm trong
phạm vi 1 lần độ sâu đào đất (1H) thì giới hạn cho phép khơng vƣợt q 0.5%H. Trong
khi Zone 2 có cơng trình lân cận nằm trong phạm vi 1 lần độ sâu đào đất (1H) đến 2
lần độ sâu đào đất (2H)thì chuyển vị giới hạn cho phép là 0.7%H. Cịn với Zone 3 có
cơng trình lân cận nằm ngồi phạm vi 2 lần độ sâu đào đất thì chuyển vị giới hạn
ngang khơng đƣợc vƣợt quá 0.7%H với đất bụi, đất sét dẻo cứng quá cố kết (Đất nền



19
loại A) và không vƣợt quá 1%H với đất sét dẻo chảy, bụi và đất hữu cơ (Đất nền loại
B). Và trong bất kỳ trƣờng hợp nào, chuyển vị giới hạn cho phép của tƣờng vây cũng
nên đƣợc xác định bằng cách hạn chế các ảnh hƣởng hay phá hoại đến kết cẩu cơng
trình lân cận do sự phát sinh biến dạng đất nền.
1.1.5. PRACTICE AND EXPERIENCE IN DEEP EXCAVATIONS IN SOFT
SOIL OF HO CHI MINH CITY, VIET NAM (NGUYEN KIET HUNG
AND N. PHIENWEJ)
Trong bài báo này, tác giả đã đánh giá cho 18 trƣờng hợp hố đào sâu với chiều
dày đất yếu khoảng 4-16m tại thành phố Hồ Chí Minh (TP HCM). Hầu hết các trƣờng
hợp hố đào sử dụng tƣờng vây (tƣờng barret) đƣợc chống đỡ bởi hệ giằng thép hình
với chuyển vị ngang lớn nhất dao động 0.15%-1% chiều sâu hố đào. Trong khi đó, với
hố đào sử dụng cừ Larsen hoặc tƣờng cọc nhồi thì chuyển vị ngang có xu hƣớng lớn
hơn trong khoảng 1%-2.4% chiều sâu hố đào.
Tác giả tiến hành phân tích dựa trên dữ liệu quan trắc chuyển vị ngang tƣờng
vây đƣợc đo dễ dàng bằng ống Inclinometer trong suốt giai đoạn thi cơng. Trong khi
đó, lún nền xung quanh khu vực đào hố pít khó đƣợc thực hiện do có cơng trình lân
cận. Hai hình bên dƣới thể hiện mối quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất max và
chiều sâu hố đào H cho 17 trƣờng hợp hố đào tại TP HCM. Theo đó, kết quả tƣơng
ứng rời rạc, khơng có sự gia tăng max theo H , tức là max khơng chỉ phụ thuộc vào H
mà cịn phụ thuộc vào nhiều nhân tố khác nhƣ là loại đất, loại tƣờng chắn, độ cứng hệ
chống đỡ và phƣơng pháp đào đất. Kết quả đƣợc thể hiện nhƣ Hình 1.2 và Hình 1.3.

Hình 1.2: max thay đổi theo độ sâu được so sánh với Moormann’s (2004) với khoảng
dao động max = 0.5-1% H (giá trị trung bình là 0.87%)


20


Hình 1.3: max/H thay đổi theo độ sâu được so sánh với kết quả của Long(2001) trong
trường hợp tường được chống đỡ/ phương pháp Topdown.
Theo kết quả nghiên cứu trong bài báo này, giá trị max/H dao động 1% đến
2.4% đối với cừ Larsen hoặc tƣờng cọc nhồi, trong khi đó giá trị này dao động 0.15%
đến 0.6% đối với tƣờng vây đƣợc chống đỡ bằng hệ chống có độ cứng lớn và trong
trƣờng hợp hố đào với tƣờng vây đƣợc chống đỡ bằng hệ chống có độ cứng thấp, hệ số
đẩy trồi thấp giá trị max/H dao động 0.88% đến 1%. Kết quả này tƣơng đối phù hợp
với những nghiên cứu trƣớc đó: (i) Theo Manna (1981) giá trị max/H có thể đạt 2%
cho cừ Larsen trong đất yếu, còn với tƣờng vây trong đất yếu giá trị này là 0.5%. (ii)
Clough cùng những đồng nghiệp (1989) đã thiết lập biểu đồ ƣớc tính max dựa vào hệ
số đẩy trồi FSheave và độ cứng hệ chống, cụ thể: max/H  0.2% với FSheave>3 và với độ
cứng hệ chống (>300) và có thể đạt tới 3% trong trƣờng hợp cừ Larsen với hệ số đẩy
trồi hố đào thấp FSheave<1 và độ cứng hệ chống thấp (<50). (iii) Long (2001) đã khảo
sát 295 trƣờng hợp trong đất yếu, trong các trƣờng hợp tƣờng đƣợc chống đỡ hoặc thi
công theo phƣơng pháp Topdown, giá trị chuyển vị ngang chuẩn hóa hầu hết dao động
từ 0.1 đến 1% hố đào; ngồi ra có trƣờng hợp đạt tới 3.2% khi hệ số đẩy trồi FSheave
nhỏ. (iv) Moormann (2004) đã thực hiện nghiên cứu kinh nghiệm trên 530 dự án với
đất dẻo chảy (Su<75 kPa) và đã nhận thấy giá trị max dao động 0.5% đến 1%H với giá
trị trung bình là 0.87%H. Giá trị max/H nhỏ hơn 0.9 cho tƣờng vây khi sử dụng hệ
chống đỡ với chiều sâu hố đào H<22m, với phƣơng pháp Top down thì giá trị này là
0.1% đến 0.75% và có thể đạt tới 1% cho cừ Larsen và Soldier pile.


21
1.2.

CÁC NGHIÊN CỨU VỀ HỆ SỐ AN TOÀN

Việc lựa chọn hệ số an toàn sẽ quyết định đến sự phá hoại của hố đào, rủi ro
mất ổn định các kết cấu chắn đỡ và bài tốn kinh tế, do đó xác định hệ số an toàn cho

phép là vấn đề rất quan trọng. Hệ số an toàn cho phép đƣợc quy định trên khá nhiều
tiêu chuẩn khác nhau cũng nhƣ là đƣợc khuyến cáo trong các tài liệu hƣớng dẫn trong
thi công hố đào sâu.
Theo EUROCODE 7, là tiêu chuẩn về thiết kế địa kỹ thuật của Châu Âu, hệ số
an toàn đƣợc quy định khá cụ thể theo các phƣơng pháp tiệm cận khác nhau với hệ số
ODF  FS /  G Re
Trong đó, ODF là hệ số vƣợt thiết kế và quy định ODF  1 để đảm bảo ổn định tổng
thể, G là hệ số riêng phần cho các tác nhân gây lực tra theo Bảng A.3 (Phụ lục A của
tiêu chuẩn châu Âu), còn Re là hệ số riêng phần của sức kháng cắt cho kiểm tra ổn
định tổng thể tra theo Bảng A.14 (Phụ lục A của tiêu chuẩn châu Âu). Ta có
FS   G ReODF & ODF  1  FS   G Re  [FS ]= G Re
Giá trị hệ số an tồn FS đƣợc tính tốn bằng Plaxis với các thông số c, phi giữ nguyên
(không nhân hệ số riêng phần) nên phù hợp với phƣơng pháp tiệm cận thứ 2 trong tiêu
chuẩn này (với G=1.35 & Re=1.1) . Khi đó, giá trị hệ số an tồn giới hạn sẽ là
[FS ]=1.35 1.1  1.485 . Tuy nhiên, tính toán theo phƣơng pháp tiệm cận 2 với các hệ số
riêng phần theo phụ lục A là khá an toàn, trong khi phƣơng pháp tiệm cận 1 và tiệm
cận 3 cho kết quả khá đồng nhất. Để cân bằng giữa 3 phƣơng pháp này, có thể hiệu
chỉnh hệ số riêng phần sức kháng cắt Re=1.0. Lúc này, giá trị hệ số an toàn giới hạn sẽ
là [FS ]=1.35 1.0  1.35
Nhƣ vậy, giá trị hệ số an toàn cho phép theo tiêu chuẩn châu Âu sẽ dao động 1.35 đến
1.485.
Theo AASHTO LRFD Bridge Design, là tiêu chuẩn cầu đƣờng Mỹ, hệ số an
toàn cho phép đƣợc lấy bằng 1.33 (tƣơng ứng hệ số giảm sức kháng cắt =0.75) cho
trƣờng hợp thông số địa chất đƣợc xác định rõ ràng và mái trƣợt khơng ảnh hƣởng đến
cơng trình lân cận (bao gồm hệ thống đƣờng ống, móng cơng trình lân cận...) và hệ số
này là 1.54 (tƣơng ứng hệ số giảm sức kháng cắt =0.65) cho trƣờng hợp thông số địa
chất không đầy đủ và mái trƣợt ảnh hƣởng đến công trình lân cận.
Theo Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 262-2000, hệ số an toàn cho phép là 1.4 khi
áp dụng phƣơng pháp Bishop để tính tốn ổn định.
Theo Design of Retaining Wall and Support Systems for Deep Basement

Construction, là kinh nghiệm của ngƣời Malaysia trong thiết kế hố đào sâu đƣợc tổng
hợp bởi Y.C. Tan & C.M. Chow, hệ số an toàn đƣợc lấy bằng 1.2 cho trƣờng hợp
ngắn hạn và kết cấu ít bị tác động, trong khi giá trị này là 1.4 cho trƣờng hợp dài hạn
hoặc có rủi ro lớn đến kết cấu của dự án.


22
1.3.

MỐI TƢƠNG QUAN GIỮA CHUYỂN VỊ NGANG TƢỜNG VÂY VÀ HỆ
SỐ AN TỒN

Hệ số an tồn đã đƣợc Clough và O‟Rourke (1990) bàn đến trong nghiên cứu
ảnh hƣởng của nó đến chuyển vị ngang của tƣờng vây trong hố đào sâu. Bằng
cách phân tích nhiều trƣờng hợp trong quá khứ Clough và O‟Rourke đã đƣa ra mối
tƣơng quan giữa hệ số an toàn chống trồi đáy, độ cứng của tƣờng vây và hệ thống
chống đỡ với chuyển vị ngang lớn nhất của tƣờng thơng qua Hình 1.4.

Hình 1.4: Mối quan hệ giữa chuyển hệ số an toàn chống trồi đáy, độ cứng tường vây
và hệ thống chống đỡ với chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây

1.4.

DỮ LIỆU CƠNG TRÌNH THỰC TẾ

Peck (1969), Golberg, Jaworski et al. (1976) và Clough and O‟Rouke (1990) đã
nghiên cứu các cơng trình thực tế trƣớc đó để thiết lập mối tƣơng quan giữa loại đất,
chiều sâu hố đào với chuyển vị ngang tƣờng vây. Dữ liệu này rất tốt cho nhà thiết kế
tính tốn thiết kế hoặc kiểm tra lại kết quả tính tốn từ các phân tích bằng phần tử hữu
hạn (FEM) có kết hợp với các mơ hình vật liệu tiên tiến.



23
Bảng 1.2: Bảng tổng hợp dữ liệu chuyển vị ngang tường vây trích từ Goldberg,
Jaworski et al. (1976)
h, max h,max/H
mm
%

STT

Tài liệu
tham khảo

Loại
chống tạm

Loại đất

H
m

1

Lambe, Wolfskill
and Jaworski
(1972)

Giằng ứng
suất trƣớc


Sét dẻo cứng
đến rất cứng

15.2

30

0.20

2

Durland (1974)
and St. John
(1974)

Giằng

Sét dẻo cứng
đến rất cứng

15.9

25

0.16

Neo

Sét cứng và

cuội sỏi

7.9

56

0.71

Sàn & neo

Sét cứng và
cuội sỏi

15.9

15

0.09

3

4

Burland (1974)
and St. John
(1974)
Burland (1974)
and St. John
(1974) (London
YMCA)


5

DiBiagio and Roti
(1972)

Sàn

Sét dẻo cứng
đến rất cứng

18.9

30

0.16

6

Cunningham and
Fernandez (1972)

Neo

Sét dẻo cứng
dƣới cát chặt

7

102


1.46

7

Cole and Burland
(1972)

Sét cứng

18.4

63

0.34

8

Tait and Taylor
(1974)

Sét mềm đến
dẻo cứng

13.8

23

0.17


21.4

25

0.12

9.8

89

0.91

18.4

10

0.05

Bụi dẻo và sét 19.9

36

0.18

Sét mềm đến
dẻo cứng

30

0.13


9

Armento (1973)

Chống
xiên
Neo, giằng
ứng suất
trƣớc và
chống xiên
Giằng ứng
suất trƣớc

Cunningham and
Fernandez (1972)
Breth and
wanoscheck
(1969)

Giằng

12

Huder (1969)

Sàn

13


Thon and Harlan
(1971)

Giằng ứng
suất trƣớc

10
11

Giằng

Cát và sét
mềm đến dẻo
cứng
Sét mềm đến
dẻo cứng
Sét cứng và
đá vôi

23.8


24
Barla and
Mascardi
Schwarz (1972)
and Andra,
Kunzl, and Rojek
(1973)


14

15

16

Hodgson (1974)
Littlejohn and
Macfarlane
(1974)
Littlejohn and
Macfarlane
(1974)

17

18

Neo

Sét nửa cứng

25.9

66

0.25

Neo


Sét nửa cứng

29.8

15

0.05

Neo và
giằng

Sét cứng và
cuội sỏi

7.9

3

0.04

Neo

Sét cứng và
cuội sỏi

5.5

20

0.36


Neo

Sét cứng và
cuội sỏi

14.4

23

0.16

69

0.41

32

0.17

19

Saxena (1974)

Neo

20

Ware (1974)


Giằng ứng
suất trƣớc

Bụi hữu cơ và
16.8
cát
Sét nửa cứng,
cát và cuội
18.9
sỏi

Không những vậy, một số dữ liệu hố đào tại Hồ Chí Minh, Việt Nam cũng đƣợc
tổng hợp bởi tác giả Nguyễn Kiệt Hùng và N. Phienwej (2015) cho nhiều khu vực địa
chất khác nhau.
Bảng 1.3: Bảng tổng hợp dữ liệu chuyển vị ngang tường vây các dự án tại Hồ Chí
Minh, Việt Nam trích từ Nguyễn Kiệt Hùng và N. Phienwej (2015)
STT

1

Tài liệu
tham khảo

Loại chống
tạm

Loại đất

Sai Gon MC - Q1


Sàn

H

h, max h,max/H

m

mm

%

Sét dẻo cứng
và cát chặt

19.4

28

0.14

2

Thi Nghe pump
station - BT

Giằng ứng
suất trƣớc

Sét mềm đến

dẻo cứng

20

32

0.16

3

Sunrise city_Plot
V-Q7

Sàn

Sét mềm đến
dẻo cứng

13.5

78

0.58

4

Cantivil ComplexQ2

Sàn


Sét mềm đến
dẻo cứng

14.5

50

0.34

5

Thanh Da view BT

Giằng ứng
suất trƣớc

Sét mềm đến
dẻo cứng

11

33

0.30