Ảnh hưởng của việc đào hố móng và hạ mực nước ngầm

GIỚI THIỆU: Các biện pháp thi công móng công trình cao tầng như đào hố móng, hạ mực nước ngầm hoặc đóng, ép cọc đều có thể gây cho đất nền ở chung quanh bị dịch chuyển.. Những chuyển vị

ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC ĐÀO HỐ MÓNG

VÀ HẠ MỰC NƯỚC NGẦM

TRẦN QUANG HỘ

Bộ môn Địa cơ nền móng, Khoa Xây dựng Trường ĐH Bách Khoa TP.HCM

1 GIỚI THIỆU:

Các biện pháp thi công móng công trình cao tầng như đào hố móng, hạ mực nước ngầm hoặc đóng, ép cọc đều có thể gây cho đất nền ở chung quanh bị dịch chuyển Mức độ ảnh hưởng tuỳ vào tính chất của địa chất và khoảng cách từ công trình hiện hữu đến nơi đang thi công Việc chọn lựa loại móng và phương pháp thi công tuỳ vào mức độ và sự phân bố dịch chuyển lên các công trình lân cận cũng như mức độ chuyển dịch cho phép của các công trình đó

Một đôi khi để được kinh tế cũng có thể chấp nhận các công trình lân cận bị hư hỏng nhẹ và sửa chữa sau đó Tuy nhiên biện pháp tốt nhất vẫn là xem xét phương pháp thi công để tránh hư hỏng hoặc giảm thiểu hay ngăn ngừa chuyển dịch cho các công trình lân cận

Sau khi hoàn thành công trình thì ứng suất trong đất nền bên dưới công trình cũng gia tăng và gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận Ứng suất có hiệu trong nền thay đổi một cách đáng kể do áp lực đáy móng gây ra hoặc do áp lực lổ rỗng thay đổi đều dẫn đến nền đất bị lún cố kết và hầu hết các trường hợp là đẫn đến lún lệch Ngay cả sự thay đổi ứng suất có hiệu hoặc áp lực lổ rỗng bên trên cao trình của đáy móng cọc cũng có thể dẫn đến hiện tượng ma sát âm lên cọc và gây lún lệch cho công trình lân cận

Các biện pháp thi công hoặc sự thay đổi ứng suất có hiệu hoặc áp lực lổ rỗng đều có thể gây chuyển dịch ngang cho công trình lân cận hoặc làm gia tăng áp lực ngang lên tường tầng hầm hoặc hoặc tường chắn đất

2 CÁC CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU:

Bước đầu tiên trong việc đánh giá khả năng công trình lân cận bị phá hoại do thi công công trình mới là xác định chuyển vị cho phép của các công trình hiện hữu Độ lún cho phép của từng loại công trình phụ thuộc theo từng tiêu chuẩn của mỗi quốc gia Tuy nhiên độ lún tuyệt đối không giữ vai trò quan trọng đối với kết cấu nhưng phải được giới hạn để bảo đảm điều kiện sử dụng của công trình

Độ lún lệch giữa các bộ phận kết cấu của công trình có thể gây phát sinh ứng suất bất lợi hoặc phá hỏng công trình Tuy nhiên độ lún lệch giữa hai điểm trong một công trình không phải là yếu tố quyết định mà yếu tố quyết định là góc xoay giữa hai điểm đó Góc xoay là tỉ số giữa độ lún lệch giữa hai điểm với khoảng cách giữa hai điểm đó Nhiều

tác giả như Skempton và MacDonald (1956), Bjerrum (1963), D’Appolonia (1970) và Grant et al (1974) đã đưa ra tiêu chuẩn về góc xoay cho công trình như bảng B.1

Bảng B.1 là kết quả khảo sát từ các công trình có tường chịu lực, công trình kết cấu thép hoặc bê tông cốt thép với tấm tường bao che hoặc vách ngăn bằng gạch hoặc tấm panel Người ta khảo sát 98 công trình và nhận thấy rằng nếu góc xoay nhỏ hơn 1/300 thì các bộ phận kết cấu cũng như các tường bao che cũng như vách ngăn không bị phá hoại Còn đối với công trình có kết cấu khung nhưng không có vách ngăn hoặc tường gạch thì giới hạn cho phép khoảng 1/ 150

Bảng B1 Tiêu chuẩn về góc xoay

Giới hạn an toàn cho công trình không cho phép nứt 1 : 500

Có thể nhận biết độ nghiêng của công trình 1 : 250

Nứt đáng kể trong tấm tường và tường gạch 1 : 100

Giới hạn an toàn cho các kết cấu mềm có tường gạch 1 : 100

Có khả năng hư hỏng kết cấu của công trình 1 : 100

Các yếu tố quan trọng hàng đầu cần phải xét đến để các công trình lân cận được phép chuyển vị hay không:

1) Loại chuyển vị

2) Tốc độ chuyển vị

3) Độ lớn, sự phân bố cũng như dạng chuyển vị

4) Tuổi của công trình, loại công trình cũng như điều kiện tồn tại của công trình 5) Tính chất và điều kiện của khung kết cấu

6) Tính chất và điều kiện về nền móng

Khi xét đến những yếu tố trên cần chú ý đến các yếu tố sau đây:

1 Chuyển vị ngang gây rắc rối hơn nhiều so với chuyển vị đứng

2 Chuyển vị đổi chiều nếu xảy ra nhanh thì nguy hiểm hơn nhiều so với chuyển

vị một chiều

3 Kết cấu của công trình rất nhạy cảm đối với chuyển vị nhanh Kết cấu có khả năng thích nghi với những chuyển vị chậm nhờ biến dạng dẻo hoặc từ biến

4 Chuyển vị do đào hố móng hoặc đóng cọc xảy ra nhanh hơn nhiều so với độ lún

do tải trọng công trình

5 Những công trình cũ kỹ hoặc đã xuống cấp (đã chịu lún lệch khá lớn) rất dẽ hư hỏng khi chịu thêm chuyển vị, đặc biệt nếu chuyển vị xảy ra nhanh

6 Độ lớn cũng như dạng những chuyển vị lệch có thể thay đổi trong quá trình đóng cọc hoặc đào hố móng dọc theo công trình hiện hữu Công trình hiện hữu

có thể chịu một loạt lún lệch hoặc chuyển vị ngang khi tiến hành thi công công trình lân cận chúng

7 Điều kiện địa chất cũng ảnh hưởng đến chuyển vị

8 Khung cứng nhiều nhịp, dầm liên tục nhiều nhịp hoặc các ông trình cứng tương tự thì độ lún lệch cho phép rất nhỏ (góc xoay khoảng 1/2000) Các công trình loại này thường bị phá hoại về mặt kết cấu hơn là kiến trúc Khung cứng ngàm

ở chân cột cũng gặp những vấn đề tương tự

9 Những công trình hiện hữu trên nền không đồng nhất - có thể là (a) có nhiều loại móng khác nhau; (b) có sự khác biệt lớn giữa các áp lực ở đáy móng hoặc tải trọng tác dụng lên cọc; (c) hệ số an toàn khác nhau đáng kể – thuộc nhóm công trình dễ nhạy cảm nhất vì các đặc trưng biến dạng của các loại móng đó có nhiều khác biệt

Vấn đề chuyển vị cho phép của các công trình hiện hữu trong quá trình thi công các công trình lân cận rất phức tạp Các yếu tố đề nghị ở trên cần phải được xét đến để đi đến những kết luận sau cùng Một cách tổng quát có thể nói rằng hầu hết các trường hợp chuyển vị mà các công trình hiện hữu có thể chịu được đều nhỏ hơn biến dạng lún cho phép của công trình đó

3 CHUYỂN VỊ DO ĐÀO HỐ MÓNG:

Do khu vực nội thành có nhiều nhà xây chen cho nên hố móng của các công trình ở nội thành thường có vách đào thẳng đứng được chống đỡ bằng hệ giằng ngang và các thanh chống Yêu cầu chủ yếu là khống chế chuyển vị ngang của vách đào hoặc không để vách đào bị sụp đổ

Bên cạnh hố đào thường là các công trình hiện hữu, công trình ngầm và đường phố cho nên yêu cầu thiết kế cần phải khống chế chuyển vị ở mức độ rất nhỏ

Trong quá trình thi công hố móng một khối lượng lớn đất và nước được đào múc đi cho nên làm cho ứng suất tổng ở đáy cũng như ở vách hố móng giảm đi Trong nhiều trường hợp mực nước ngầm cũng được hạ thấp để dễ thi công và tạm thời tăng cường ổn định vách hố đào

Ứng suất trong quá trình đào hố móng rất phức tạp Thông thường sự phân lớp của đất không được xác định đầy đủ và các chỉ tiêu của đất thay đổi rất đáng kể theo phương đứng cũng như phương ngang trong một khu vực không rộng Vì vậy việc dự đoán chuyển

vị của hố móng chỉ dựa trên số liệu thí nghiệm và phân tích lý thuyết chưa đủ Kinh nghiệm giữ vai trò quan trọng trong việc dự đoán và hướng dẫn sự phán đoán

Những chuyển dịch sau đây thường xảy ra trong quá trình đào hố móng

1 Chuyển vị lún ở những khu vực lân cận với hố móng

2 Chuyển vị theo phương ngang về phía hố móng

3 Chuyển vị nở ở đáy hố móng

4 Chuyển vị ngang về phía trong hố móng của đất nền bên dưới đáy móng

Những chuyển vị trên phụ thuộc vào: (1) Loại và đặc trưng của hố đào; (2) loại đất; (3) các yếu tố như áp lực lổ rỗng, độ sâu hố móng, tải trọng và thời gian hố móng phải chờ thi công móng (4) thiết bị thi công và tay nghề của công nhân

Ngoài những yếu tố trên cần phải lưu ý những điểm sau:

1 Chuyển vị ngang của vách hố đào có thể khống chế nhờ các thanh giằng và thanh chống

2 Chuyển vị về phía trong bên dưới cao trình đáy hố đào bao gồm chuyển vị củ phần tường vây chôn bên dưới đáy hố đào và biến dạng của đất bên dưới đáy hố đào Về mặt lý thuyết thì nếu tường vây chôn bên dưới đáy hố đào đủ lớn và có đủ độ cứng để chịu moment do áp lực đất tác dụng lên mặt ngoài của tường gây ra thì chuyển vị ngang không xảy ra dù tính chất của đất như thế nào Tuy nhiên trong thực tế không thể thực hiện một tường vây có đủ độ lớn như vậy trước khi đào toàn bộ hố móng cho nên chuyển vị của nền lại phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của đất nền Nếu đất nền bên dưới hố đào phải chịu chuyển

vị lớn để khởi động áp lực bị động cũng như đất không phát triển được sức kháng bị động thì chuyển vị ngang vào phí hố đào rất lớn

3 Độ sâu an toàn của hố đào phụ thuộc vào sức chống cắt của đất bên dưới đáy hố đào Khi đào đến độ sâu mà đáy hố móng mất ổn định thì chuyển vị các loại chuyển vị gia tăng một cách nhanh chóng (kèm theo độ lún)

Sự cố công trình do vách hố móng bị trượt

G1

G4 G3

H1

H2

H3

G2

3

4 Chuyển vị lớn nhất và trở thành vấn đề nghiêm trọng khi đào hố móng trong đất sét yếu hoặc sét dẻo vừa Quan trắc nhiều hố đào được thiết kế và thi công tốt cho thấy 60% đến 80% chuyển vị ngang của tường vây xảy ra bên dưới đáy hố đào Những chuyển vị này phụ thuộc vào áp lực đất bị động thành hình tức thời bên dưới đáy hố đào để cản lại áp lực ngang của đất tác dụng từ phía ngoài hố đào

5 Nếu độ cứng và sức chống cắt của đất sét gia tăng thì các chuyển vị do đào hố móng giảm một cách nhanh chóng

6 Kinh nghiệm cho thấy rằng các chuyển vị xảy ra trong quá trình đào hố móng trong đất than bùn và bụi hữu cơ có thể bằng hoặc lớn hơn chuyển vị xảy ra khi đào trong sét yếu

7 Trong trường hợp đất cát hoặc đất rời có tính dính (thường có sức chống cắt tương đối lớn) thì chuyển vị trong quá trình đào nhỏ miễn là chống đỡ vách tốt và khống chế được quá trình thấm Điều quan trọng nhất trong khi đào trong các loại đất này là khống chế một cách thích hợp áp lực thấm và sự thay đổi áp lực lổ rỗng khi hạ mực nước ngầm

8 Lưu ý rằng tải trọng tác dụng gần hố đào, đóng cọc hoặc những chấn động xảy ra dọc theo chu vi hoặc bên trong hố đào có thể làm gia tăng áp lực dư lổ rỗng và đất trở nên hoá lỏng làm gây ra những biến dạng cực kỳ lớn và đôi khi dẫn đến công trình bị phá hoại

9 Trong trường hợp đào trong đất yếu thì tiếp theo sau những chuyển vị ban đầu là những chuyển vị thứ cấp do từ biến và cố kết thấm theo phương ngang bên dưới đáy hố đào Độ lớn của những chuyển vị này thường nhỏ hơn những chuyển vị ban đầu, tùy thuộc thời gian vào thời gian hố đào chờ đợi thi công móng

10 Sau khi hoàn thành việc thi công phần công trình ngầm các tường bản thép thường được tháo dỡ Việc tháo dỡ này đôi khi gây cho đất nền ở xung quanh chuyển vị lớn hơn chuyển vị trong quá trình đào và thi công tầng hầm Cho nên phải hết sức cẩn thận trong quá trình tháo dỡ các thanh giằng, thanh chống cũng như tường bản thép Để lại tường bản thép trong đất không phải là chuyện hiếm gặp trong việc thi công tầng hầm

11 Việc đào trong các loại đất sét nhạy là vấn đề cực kỳ khó khăn Cần phải có lời khuyên từ những chuyên gia có kinh nghiệm

4 CHUYỂN VỊ DO HẠ MỰC NƯỚC NGẦM:

Khi đào hố móng bên dưới mực nước ngầm cần phải hạ mực nước ngầm Hạ mực nước ngầm cho phép có thể đào hố móng đến cao trình đáy móng và tránh sự xáo trộn hoặc suy bền của đất nền ở cao trình đáy móng

Aùp lực lổ rỗng trong nền ở xung quanh hố móng sẽ thay đổi khi hạ mực nước ngầm Sự thay đổi áp lực lổ rỗng có thể dẫn đến biến dạng cho các công trình lân cận do quá trình cố kết Quá trình thấm không kiểm soát được do thấm vào các hầm phân, rãnh đào hoặc rò rỉ qua tường vây dễ dàng gây xói mòn các lớp đất ở bên dưới mặt đất Hiện

tượng cát sôi cùng với phình trồi ở đáy hố móng cũng là nguyên nhân của quá trình thấm không kiểm soát được

4.1 Do quá trình thấm

Sự phá hoại công trình lân cận do quá trình thấm không kiểm soát có hai dạng khác nhau như sau:

Sự phá hoại do quá trình xói mòn bên dưới mặt đất bắt đầu từ những khe nứt ở vách hố đào phát triển dọc theo một mặt phẳng của địa tầng Đất nền ở xung quanh bắt đầu lún sập một khi mái vòm của lớp đất vùng bị xói mòn bị sụp đổ Đặc biệt trong trường hợp địa tầng là lớp cát pha sét hoặc bụi có đủ lực dính để hình thành một mái vòm hàm ếch trên vùng bị xói mòn thì việc sụp đổ rất tàn khốc vì nó xảy ra rất đột ngột và gây lún lệch trên một khu vực rộng lớn Để tránh hiện tượng xói mòn bên dưới mặt đất dòng thấm ngầm cần phải được kiểm soát và được thu về hệ thống lọc

Nếu áp lực lổ rỗng bên dưới đáy hố đào (chẳng hạn trường hợp chiều dày lớp chứa nước có áp mỏng) lớn hơn trọng lượng của lớp đất bên trên hoặc trường hợp tổn thất do

ma sát thủy lực (hydraulic friction losses) trong dòng thấm từ dưới lên phía đáy móng quá lớn thì đáy móng sẽ bị đẩy nổi và đất bắt đầu hiện tượng sôi Hiện tượng sôi sẽ dẫn đến sự xói mòn đất và sự xói mòn đất có thể gây ra sự lún sập của đất nền bên ngoài hố đào, hoặc hố đào bị sụp đổ do đất bên dưới chân tường vây bị lỗ hổng

Có thể dùng phương pháp lưới thấm để tính toán ổn định trong hai trường hợp ở trên của nền tuy nhiên dòng thấm ở ngoài công trường lại chịu ảnh hưởng rất đáng kể từ những yếu tố bất thường của địa chất cho nên cần phải tính ổn định với hệ số an toàn lớn Trong trường trường hợp địa tầng bên dưới đáy móng có chứa tầng nước có áp sự phá hoại

do phình trồi đáy hố móng có thể xảy ra bất ngờ

Có thể sử dụng một số biện pháp để ngăn ngừa hiện tượng đất sôi do bị phình trồi Hạ thấp mực nước ngầm hoặc áp lực lổ rỗng có thể loại trừ hiện tượng đất bị nứt và đất sôi Hoặc đóng tường vây đến độ sâu lớn hơn để giảm gradient thấm

Trong những năm gần đây một đôi khi người ta còn sử dụng “tường đất sét” để ngăn chặn dòng thấm thay cho tường cọc bản thép Tường đất sét được thi công giống như tường vây bằng bêtông với rãnh đào được làm đầy bằng hổn hợp betonite-ximăng Tường hầu như không thấm tuy nhiên vẫn còn một độ dẻo nào đó Loại tường đất sét có thể thi công đến độ sâu 30m

4.2 Do giảm áp lực lổ rỗng

Bơm mực nước gầm từ các giếng sẽ làm giảm áp lực lổ rỗng và làm tăng ứng suất có hiệu trong đất nền ở xung quanh hố đào Nếu bơm nước ngầm từ lớp cát có thể giảm áp lực lổ rỗng trong đất nền ở những khu vực có thể xa hố đào lên vài trăm mét Đường hạ mực nước ngầm từ giếng bơm thường rất dốc trong khoảng bán kính từ 5m đến 25m, tiếp theo là đoạn phi tuyến và đoạn tuyến tính ít dốc hơn

Đối với đất rời khi hạ mực nước ngầm ứng suất có hiệu gia tăng vẫn quá nhỏ để gây ra độ lún cố kết ngoại trừ đối với cát rất xốp, đặc biệt ở khu vực bên ngoài vùng có đường hạ mực nước ngầm dốc Tuy nhiên trong trường hợp có sự hiện diện của các lớp đất sét yếu, sét hữu cơ hoặc silt thì việc giảm áp lực lổ rỗng có thể gây lún lớn trên một khu vực rộng lớn

Đối với đất cát khi mực nước ngầm hạ thì áp lực lổ rỗng giảm một cách nhanh chóng Tuy nhiên đối với đất sét hoặc sét hữu cơ có hệ số thấm nhỏ cho nên quá trình giảm áp lực lổ rỗng xảy ra rất chậm, một đôi khi có thể kéo dài nhiều năm Mặt khác cần lưu ý là chỉ cần biến dạng nhỏ của đất nền cũng có thể gây ra hoặc gia tăng ma sát âm trong cọc

Để ngăn chận độ lún trong khu vực đào hố móng cũng ở những vùng xung quanh người bơm nước sạch vào các hố khoan bên ngoài hố đào để bù trừ việc nước bị tổn thất hoặc kiềm chế dòng thấm của nước ngầm bằng tường đất sét, bêtông, tường cọc bản thép hoặc lưới kim loại Kinh nghiệm cho thấy việc bơm bù nước từ giếng bơm có áp lực thấp hiệu quả hơn từ giếng bơm có áp lực lớn

5 BẢO DƯỠNG HỐ ĐÀO CÓ BƠM NƯỚC:

Việc bão dưỡng hố đào tùy thuộc vào tình hình địa chất và loại công trình bên trong hệ thống tường vây Trong những trường hợp đặc biệt có thể tạm thời giữ nguyên chiều cao cột nước trong hố đào và bơm bêtông lấp kín đáy hố đào Phần bêtông này có thể sử dụng như bộ phận chống đẩy nổi và chống trượt do tải trọng ngang

Trong thực tế đáy hố đào thường được bơm hết nước để dễ thi công Sự hiện diện của nước mặt ở đáy hố đào và việc giảm ứng suất tổng do đào đất trong hố sẽ dẫn đến sự trương nở và sự suy yếu khả năng chịu tải của đất nền ở đáy hố đào Sự xáo trộn của đất ở đáy hố đào do công nhân đi lại hoặc do sự vận chuyển của thiết bị thi công sẽ dẫn đến độ lún đáng kể khi nền chịu tải trọng thường xuyên Khả năng xáo trộn của đất sẽ giảm khi hệ số thấm cũng như kích thước hạt gia tăng Đất cát mịn pha bụi hoặc đất bụi có tính dẻo thấp nhưng có một ít lực dính sẽ bị xáo trộn đáng kể nhất Sự xáo trộn sẽ trở nên trầm trọng hơn nếu có sự hiện diện của tầng nước có áp hoặc dòng thấm cách không xa bên dưới đáy hố đào Vấn đề cũng trở nên rất khó chịu một khi có dòng thấm chảy trong một lớp thấm nước ở bên trên đáy hố đào Thực tế không có biện pháp thoát nước nào có thể ngăn cản được hoàn toàn sự rò rỉ nước vào hố đào

6 KIỂM SOÁT NƯỚC MẶT:

Nước mặt chảy vào hố đào cũng gây trở ngại và nguy hiểm Ngoài việc nước mặt có khả năng làm úng ngập hố đào nó còn có thể làm xói mòn, làm mất ổn định vách hố đào, làm ngập bùn hố đào Nước mặt có thể xuất phát từ các công trình lân cận, từ các công trình ngầm Nước mặt có thể thấm qua lớp địa chất có khả năng thấm nước hoặc các khe nứt để trở thành mực nước ngầm ổn định và thành hình áp lực nước tác dụng lên kết cấu tường vây Nước mặt chảy vào hố đào có thể bị ngăn chận lại bằng cách xây đê vây, rãnh đào hoặc nâng cao thành tường vây Không nên tụ nước mặt bên ngoài hố đào vì có

khả năng nước thấm qua đất tạo áp lực lên tường vây Cần thông báo cho nhà thầu biết những nguồn nước có thể gây khó khăn cho công trình và ràng buộc trách nhiệm cho nhà thầu để có biện pháp khống chế nước mặt

7 KIỂM SOÁT MỰC NƯỚC NGẦM:

Các yếu tố sau đây có khả năng kiểm soát mực nước ngầm: khả năng bơm hút, độ chênh chiều cao cột nước, kích thước hố đào, loại hệ tống tường vây, mặt cắt địa chất và hệ số thấm, điều kiện bơm nạp nước vào đất Việc bơm nạp nước vào đất có thể khó khăn và khó kiểm soát Nếu việc bơm nạp nứơc vào đất có thể thực hiện được thì có thể dựa vào mặt cắt địa chất và qui trình đào hố móng để lựa chọn hệ thống bơm nước Việc hạ mực nước ngầm có thể thực hiện ngay trong quá trình thi công đào hố móng Ở giai đoạn sau khi thi công sàn cần phải dùng hệ thống ống ngầm tạm, ống dẫn qua sàn

7.1 Khả năng bơm hút nước

Về lý thuyết khả năng bơm hút có thể thực hiện đến bất cứ cao trình nào mong muốn miễn là cung cấp đủ hệ thống bơm Tuy nhiên việc gia tăng số lượng bơm một cách tùy tiện sẽ không kinh tế vì mặt bằng công trình hẹp và hệ thống thu nước bị hạn chế cũng như các loại bơm có hiệu suất khác nhau

7.2 Phạm vi chênh lệch chiều cao cột nước

Lượng nước thấm vào hố đào phụ thuộc vào độ chênh chiều cao cột nước Thường thường thì không thay đổi được độ chênh chiều cao cột nước vì nó được cố định bởi điều kiện mực nước ngầm, độ sâu hố đào và điều kiện địa chất thủy văn của khu vực Tuy nhiên điều quan trọng là phải tính đến phạm vi độ chênh lệch cột nước có thể có suốt trong quá trình thi công để thiết kế hệ thống hạ mực nước ngầm Trong nhiều trường hợp phải kể đến sự dao động mực nước ngầm theo mùa

7.3 Kích thước hố đào

Kích thước hố đào chi phối đáng kể đến việc kiểm soát mực nước ngầm như hình H.1 a, b, c, d Nước có khả năng thấm vào hố đào qua tường vây hoặc bên dưới chân tường Nếu hố đào có diện tích lớn so với độ sâu chôn tường vây hoặc các địa tầng bên dưới có chứa nước artesy thì lượng thấm sẽ rất đáng kể Thường thì có thể phân tích thấm theo công thức đơn giãn của Leonards bằng cách xem hố đào như một giếng lớn nếu tỉ số giữa độ sâu và bề rộng của hố đào xấp xỉ bằng một đơn vị và xem như một rãnh nếu tỉ số này lớn hơn một rất nhiều Độ chính xác của việc tính toán không phụ thuộc nhiều vào lý thuyết tính toán mà phụ thuộc nhiều vào hệ số thấm của các lớp địa chất Sai số theo lý thuyết tính toán thường nhỏ hơn 50% nhưng sai số do hệ số thấm có thể lớn hơn rất nhiều Khả năng của hệ thống thu nước nên chọn gấp hai đến năm lần khả năng thấm nước theo tính toán

7.4 Hệ thống tường vây

Việc tính toán thấm qua tường vây phải kể đến độ chênh lệch chiều cao cột nước, đặc trưng của đất và hệ số thấm của bản thân tường vây Điều không may là hệ số thấm của bản thân tường lại phụ thuộc vào những khuyết tật của tường vây trong quá trình thi công Chẳng hạn nếu cừ bản thép nối nhau bằng rãnh bị toạc rách trong quá trình thi công thì lưu lượng thấm cũng như hạt mịn lọt qua tường lớn hơn rất nhiều so với kết quả thí nghiệm đối với cừ bản thép có rãnh nối nguyên vẹn Tương tự nếu tường vây bằng bêtông có nhiều tổ ong thì lưu lượng thấm sẽ rất đáng kể so với tường vây không có tở ong Các lổ rỗng còn lại trong đất do việc thi công bằng xói nước hoặc khoan dẫn có thể tụ nước sẽ làm trầm trọng thêm việc rò rỉ thấm qua tường Hệ thống tường cừ với ván lồng cũng nhằm mục đích cho nước thấm qua tường vây để giảm áp lực sau tường

Hình H1a Ảnh hưởng kích thước hố đào đến việc khống chế mưc nước ngầm

Lớp không thấm dày

Ít thấm

Thấm nhiều

Rãnh nước Hố thu

 Lớp đất dưới đáy hố có hạt mịn, hệ số thấm hạn chế và giảm dần theo độ sâu

 Nước không chảy thêm vào hố

 Độ sâu tường cừ cắm vào đất chủ yếu để giữ tường ổn định ở giai đoạn sau cùng

 Thoát nước theo chu vi tụ về hố thu

Hình H1b Ảnh hưởng kích thước hố đào đến việc khống chế mưc nước ngầm

Hình 1c Ảnh hưởng kích thước hố đào đến việc khống chế mưc nước ngầm

 Lớp thấm nước có chiều dày lớn

 Xảy ra cát sôi trừ phi D  0,3 H w đối với cát chặt và D  0,5H w trong cát xốp

 Nếu hệ số an toàn là 1,5 thì D = 0,5

H w đối với cát chặt và D = 0,8H w đối với cát xốp

 Cách khác là bơm nước từ đáy hố đào

Thấm nhiều

H w

D

 Lớp nước có áp cách đáy hố đoạn T

 Sắp xảy ra cát sôi khi H u = 2T

 Bụi không dẻo, cát pha bụi, cát cấp phối xấu, cát pha bụi cấp phối xấu

 Chiều cao cộ nước áp lực đẩy nổi được khống chế bằng cách hạ nước bên trong hố

Thấm kém Hu

T

Thấm mạnh