Đánh giá áp lực đất lên ống chôn sâu và khả năng ổn định trong môi trường xung quanh theo điều kiện thi công

Áp lực đất lên công trình ống chôn sâu phụ

thuộc vào loại đất, hình dạng và kích thước công

trình, độ sâu, hình dạng và kích thước hố móng

và các tác nhân khác như tải trọng ngoài, mực

nước ngầm. Trên cơ sở chọn lựa, sổ sung sơ đồ

tính và chương trình tính toán tự thiết lập, tiến

hành phân tích đánh giá áp lực đất lên công

trình ống chôn sâu theo điều kiện thi công thực

tế. Đối với công trình được thi công bằng

phương pháp đào hở, cần thiết chọn lựa độ sâu

chôn hợp lý trên cơ sở độ sâu chôn mà từ đó trở

đi, ảnh hưởng của áp lực đất thay đổi không

đáng kể. Việc thay một phần vật liệu rời bằng

đất dính giảm đáng kể áp lực đất lên vỏ công

trình. Ngoài ra, việc đánh giá mức độ tiếp cận

trạng thái giới hạn trong môi trường xung quanh

công trình trong quá trình thi công đào kín còn

cho phép phân tích khả năng ổn định trong môi

trường địa chất khác nhau thông qua sự xuất

hiện vùng biến dạng dẻo. Kết quả nghiên cứu có

ích cho việc tính toán, bố trí công trình hợp lý

với điều kiện thực tế.

pdf 9 trang kimcuc 2420
Bạn đang xem tài liệu "Đánh giá áp lực đất lên ống chôn sâu và khả năng ổn định trong môi trường xung quanh theo điều kiện thi công", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Đánh giá áp lực đất lên ống chôn sâu và khả năng ổn định trong môi trường xung quanh theo điều kiện thi công

Đánh giá áp lực đất lên ống chôn sâu và khả năng ổn định trong môi trường xung quanh theo điều kiện thi công
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 64 
Đánh giá áp lực đất lên ống chôn sâu và 
khả năng ổn định trong môi trường xung 
quanh theo điều kiện thi công 
 Bùi Trường Sơn 
Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM 
(Bài nhận ngày 14 tháng 10 năm 2014, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 25 tháng 04 năm 2015) 
TÓM TẮT 
Áp lực đất lên công trình ống chôn sâu phụ 
thuộc vào loại đất, hình dạng và kích thước công 
trình, độ sâu, hình dạng và kích thước hố móng 
và các tác nhân khác như tải trọng ngoài, mực 
nước ngầm. Trên cơ sở chọn lựa, sổ sung sơ đồ 
tính và chương trình tính toán tự thiết lập, tiến 
hành phân tích đánh giá áp lực đất lên công 
trình ống chôn sâu theo điều kiện thi công thực 
tế. Đối với công trình được thi công bằng 
phương pháp đào hở, cần thiết chọn lựa độ sâu 
chôn hợp lý trên cơ sở độ sâu chôn mà từ đó trở 
đi, ảnh hưởng của áp lực đất thay đổi không 
đáng kể. Việc thay một phần vật liệu rời bằng 
đất dính giảm đáng kể áp lực đất lên vỏ công 
trình. Ngoài ra, việc đánh giá mức độ tiếp cận 
trạng thái giới hạn trong môi trường xung quanh 
công trình trong quá trình thi công đào kín còn 
cho phép phân tích khả năng ổn định trong môi 
trường địa chất khác nhau thông qua sự xuất 
hiện vùng biến dạng dẻo. Kết quả nghiên cứu có 
ích cho việc tính toán, bố trí công trình hợp lý 
với điều kiện thực tế. 
Từ khóa: áp lực đất, ống chôn sâu, ổn định, công trình ngầm.
1. PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG VÀ ĐÁNH 
GIÁ ÁP LỰC ĐẤT LÊN ỐNG NGẦM 
Tồn tại hai phương pháp cơ bản là đào hở và 
đào kín. Phương pháp đào hở thường áp dụng cho 
công trình đặt nông. Từ mặt đất, tiến hành đào hố 
có vách xiên tự nhiên theo khả năng ổn định mái 
dốc hoặc vách thẳng đứng với hệ thống chống 
vách. Sau đó, tiến hành xây dựng kết cấu ngầm rồi 
lấp đất, khôi phục mặt bằng đến cao độ tự nhiên 
hoặc xây dựng những công trình trên mặt như 
đường xá, nhà cửa [3]. Phương pháp đào kín bao 
gồm đào dưới nắp và khiên đào hay kích đẩy. 
Phương pháp đào dưới nắp là làm nắp trước rồi 
mới đào đất. Phương pháp này được tiến hành 
bằng cách lắp dầm thép che chống hố đào, lát mặt 
đường để đảm bảo giao thông trên mặt đất. 
Phương pháp khiên đào là phương pháp thi công 
cơ giới dùng khiên đào đường hầm ngầm dưới mặt 
đất. 
Khi thi công hệ thống công trình ngầm như 
hầm ôtô, hầm cho người đi bộ, hầm kĩ thuật hay 
các công trình cấp thoát nước đặt không quá sâu 
bên dưới những công trình trên mặt, phương pháp 
đào lộ thiên hay khiên đào có thể gây lún công 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 65 
trình trên mặt do biến dạng của khối đất đá xung 
quanh. Trong trường hợp này, phương pháp đẩy 
ép (hay phương pháp kích đẩy) được xem là phù 
hợp với những điều kiện ràng buộc trong khu vực 
đô thị. 
Các nghiên cứu lý thuyết về áp lực đất lên công 
trình ngầm theo một số tài liệu có thể phân làm các 
hướng sau [1], [2], [3], [4]: Hướng thứ nhất: giả 
thiết môi trường đất đá xung quanh công trình là 
rời rạc và sử dụng cơ sở lý thuyết sức bền vật liệu 
để tính toán. Đây là những công trình nghiên cứu 
áp lực đất không xét đến sự làm việc tương hỗ của 
khối địa tầng, dựa trên các số liệu thực tế và những 
giả thiết riêng cùng với việc sử dụng các phương 
pháp tính gần đúng như các giả thiết tạo vòm của 
M.M.Protodiakonov và một số người khác, giả 
thiết về các lăng thể trượt ở bên vách hang, các giả 
thiết dựa trên quan sát thực tế cũng như các giả 
thiết dựa trên việc sử dụng lý thuyết đàn hồi và cơ 
học kết cấu. Hướng thứ hai: giả thiết môi trường 
đất đá là liên tục, đàn hồi và dùng cơ sở lý thuyết 
đàn hồi và lý thuyết dẻo để tính toán. Người đặt 
nền móng cho hướng này vào năm 1938 là R. 
Phenher. 
Theo giả thiết của nhà địa chất A. Heim, áp lực 
do trọng lượng cột đất có chiều cao bằng chiều sâu 
đặt công trình tác dụng lên vòm công trình ngầm 
có giá trị: p=H. Trong đó: γ – trọng lượng riêng 
của đất; H – chiều sâu từ mặt đất đến đỉnh công 
trình. 
Đây là giả thiết đơn giản và do đó chỉ áp dụng 
cho trường hợp hầm đặt trong đất bão hòa nước, 
khi áp lực đất gần như áp lực thuỷ tĩnh hoặc khi 
công trình đặt rất nông. Trong hầu hết các trường 
hợp khác, áp lực tính theo giả thiết này cho kết quả 
lớn hơn thực tế rất nhiều. Thực vậy, do hiệu ứng 
vòm và tương tác với khối đất đá kế cận nên áp lực 
thực tế tác dụng lên nóc công trình ngầm có giá trị 
bé hơn đáng kể so với giá trị ứng suất do trọng 
lượng bản thân cột đất. 
Phorkhemier chấp nhận rằng áp lực bằng cột 
đất dạng lăng trụ thẳng đứng có đáy tựa lên nóc 
công trình. Khi đó, trọng lượng cột đất bị giảm yếu 
do lực ma sát phát sinh trên các mặt phẳng trượt 
thẳng đứng. Đồng với quan điểm tính toán này là 
Birbauner khi xem áp lực lên công trình là do một 
khối dạng nêm. Ngoài ra, còn có giả thiết dựa trên 
nguyên tắc tụt cột địa tầng được nghiên cứu bởi 
Zanxen và Ketter. 
2. ĐÁNH GIÁ ÁP LỰC ĐẤT LÊN CÔNG 
TRÌNH CHÔN SÂU KHI THI CÔNG BẰNG 
PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HỞ 
Đặc trưng cho các phương pháp tính toán áp 
lực đất lên công trình khi đào hở được thiết lập bởi 
K. Terzaghi [3] và sơ đồ áp lực tác dụng lên công 
trình như hình 1. 
Biểu thức xác định áp lực lên công trình có 
dạng: 
 o o
1
K ntg K ntg1
z
o
ca
a
1 e qe
K tg
 
  
 (1) 
Trong đó: a1 – bề rộng khối trượt, 
o
1a a h.tg(45 )2
 ; γ – trọng lượng riêng 
của đất; Ko – hệ số áp lực ngang, xo
y
K  

; c – 
lực dính; φ – góc ma sát trong; q – tải trọng phân 
bố trên bề mặt; 
1
zn
a
 , với z là độ sâu kể từ mặt 
đất đến đỉnh hầm. 
Từ công thức (1), có thể thấy rằng áp lực đất 
theo phương đứng tác dụng lên công trình thay đổi 
theo chiều sâu chôn, kích thước công trình, đặc 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 66 
trưng cơ lý của đất đắp. Dựa trên công thức này, 
có thể khảo sát sự thay đổi áp lực đất theo chiều 
sâu khi đắp bằng các loại đất khác nhau. 
Hình 1. Sơ đồ tính toán áp lực lên công trình chôn sâu 
theo K. Terzaghi 
Đối với các công trình thi công bằng phương 
pháp khai đào, đất đắp lại lên công trình sau khi 
thi công có thể là đất rời hoặc đất dính hoặc đất 
đắp nhiều lớp. 
Việc phân tích áp lực lên vòm công trình ngầm 
chôn sâu được thực hiện bằng chương trình tự thiết 
lập trên cơ sở công thức (1). Kích thước công trình 
tính toán có bán kính 0,5m với các độ sâu chôn 
khác nhau với các loại vật liệu san lấp khác nhau. 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
0
8
16
24
32
40
48
56
64
72
80
z 0.5 19 28pi 0 z( )
z 0.5 19 30pi 0 z( )
z 0.5 19 32pi 0 z( )
z 0.5 19 35pi 0 z( )
z 0.5 19 40pi 0 z( )
z 0.5 19 45pi 0 z( )
z
(a) 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
0
7
14
21
28
35
42
49
56
63
70
z 0.5 19 16pi 10 z( )
z 0.5 19 16pi 20 z( )
z 0.5 19 16pi 30 z( )
z
(b) 
Hình 2. Quan hệ của áp lực địa tầng lên vòm công 
trình ngầm σz theo độ sâu z với kích thước công trình a 
= 0,5m (hình vuông h = 2a = 1,0m) được san lấp: (a) 
bằng đất rời có góc ma sát trong khác nhau; (b) bằng 
đất dính có lực dính khác nhau 
(chú ý: σz(z) tại c = 30 KN/m2 có giá trị bằng 0) 
Với vật liệu san lấp bên trên là cát không có 
lực dính, góc ma sát trong thay đổi từ 28o, 30o, 32o, 
35o, 40o đến 45o, dung trọng γcát = 19 KN/m3, kết 
quả tính toán ở hình 2 cho thấy ở độ sâu chôn bé, 
áp lực địa tầng lên công trình không có sự khác 
biệt nhiều với các loại cát có góc ma sát trong khác 
nhau khi không xét đến áp lực do tải trọng ngoài. 
Tuy nhiên, áp lực địa tầng lên vòm công trình 
ngầm có giá trị bé hơn áp lực do trọng lượng bản 
thân đất do hiệu ứng vòm. Trong trường hợp này, 
để áp lực đất tác dụng lên công trình thì đất phải 
trượt theo mặt trượt do quá trình khai đào hay theo 
mặt trượt yếu nhất, chính sức chống cắt của bản 
thân đất làm giảm giá trị áp lực đất tác dụng lên 
công trình. Do đó, càng xuống sâu, ứng suất do 
trọng lượng bản thân đất nền càng lớn, sức chống 
cắt càng tăng nên áp lực giảm dần đến giá trị 
không đổi ở độ sâu giới hạn nào đó. 
Có thể thấy rằng nếu có thành phần lực dính, 
áp lực đất tác dụng lên công trình sẽ nhỏ hơn. Kết 
quả tính toán cho trường hợp san lấp bằng đất dính 
có dung trọng 19KN/m3 với góc ma sát trong xem 
như không đổi φ = 16o và lực dính thay đổi từ c = 
10, 20 đến 30 KN/m2 cho thấy khi không xét tải 
trọng ngoài, với a1≤( /c), giá trị z được xem bằng 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 67 
0, tức là không phát sinh áp lực lên công trình. 
Điều này chứng tỏ việc sử dụng đất dính làm vật 
liệu san lấp sẽ giảm áp lực lên công trình đáng kể 
so với trường hợp môi trường xung quanh công 
trình ngầm là vật liệu rời. 
Trong thực tế thi công công trình ống chôn sâu 
ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh bằng phương 
pháp đào hở, vật liệu đất rời thường được sử dụng 
để san lấp mặt bằng sau khi thi công. Khi đó, do 
áp lực địa tầng lớn, một số mối nối có thể bị dịch 
chuyển, vật liệu đất rời chui vào đường ngầm thể 
hiện qua sự sụt lún mặt đất cục bộ ở một số vị trí. 
Trong những trường hợp này, vật liệu san lấp cần 
thiết phải được thay thế bằng vật liệu có thành 
phần lực dính. 
Khi thi công các công trình ngầm trong thành 
phố, người ta thường dùng các bản cừ thép đóng 
hai bên thành đào, sau khi thi công lắp đặt công 
trình xong, tiến hành lấp đất đồng thời rút bản cừ. 
Khi đó mặt trượt của khối đất sẽ là mặt khai đào 
thẳng đứng. 
Theo các tài liệu đã có, việc xác định áp lực lên 
công trình hầu như không xét đến ảnh hưởng của 
mực nước ngầm và trường hợp thi công lấp bằng 
nhiều lớp đất. Ở khu vực đồng bằng ven biển, mực 
nước ngầm thường xuất hiện khi khai đào rất nông 
cho nên việc toán tính toán áp lực đất lên công 
trình ngầm cần thiết xét đến ảnh hưởng của mực 
nước ngầm. 
Sơ đồ bài toán như hình 3 được phát triển trên 
cơ sở lý thuyết của Terzaghi phục vụ tính toán áp 
lực địa tầng lên công trình ngầm trong điều kiện 
có mực nước ngầm và khi đất lấp nhiều lớp. 
Hình 3. Sơ đồ bài toán đất lấp nhiều lớp 
Xét từ mặt nước ngầm tới mặt trên lớp đất 
thứ 2 (z1): hw < z ≤ z1, gốc tọa độ z1 = 0 đặt tại z = 
hw: 
o o
1 1
1
K tg K tgz z
a a
z w 1 1
o
ca '
az 1 e q e
K tg
    
Tại z = z1: 
o1 1 o1 1
1
K tg K tg
(z1 hw) (z1 hw)
a a
z(z z1) w 1
o1 1
ca '
a(z hw) 1 e qe
K tg
    
Xét từ độ sâu z = z1 tới z = z2, lúc này coi 
σz tại z = z1 là tải trọng ngoài q đối với lớp 2, gốc 
toạ độ z2 = 0 đặt tại z = z1, tương tự ta có: 
o2 2 o2 2
2 2
2
2
K tg K tg2 z z
a a
z w 2 2
o2 2
ca '
az 1 e q e
K tg
    
Tại z = z2:
o2 2 o2 2
2
K tg K tg2 (z2 z1) (z2 z1)
a a
z(z z2) w 2 1 2
o2 2
ca '
a(z z) 1 e qe
K tg
    
(2)
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 68 
Như vậy, công thức trên cho phép tính áp lực 
đất lên công trình tại độ chôn sâu z trong bài toán 
có mực nước ngầm và đất lấp nhiều lớp. 
Xét bài toán cụ thể với các thông số theo bảng 1: 
Bảng 1. Thông số đất nền trên công trình ống 
chôn sâu 
Lớp đất 
Lực 
dính c 
(KN/m2) 
Góc 
ma 
sát 
trong 
φo 
Trọng 
lượng 
riêng γ 
(KN/m3) 
Cao 
trình 
1 30 16 19 -4,5 
2 0 30 19 -5,0 
Mực nước 
ngầm 
 10 -2,0 
Kết quả tính toán cho công trình chôn tại 
độ sâu: z = 5m, bán kính r = 0,5m, rãnh đào rộng 
2a = 3m cho giá trị σz (z = 5m) = 9,762 KN/m2. 
Bài toán tính toán thực hiện trong trường hợp này 
có ý nghĩa thực tiễn cao. Thực vậy, xung quanh 
công trình thì việc san lấp và đầm chặt đất dính rất 
khó thực hiện so với sử dụng vật liệu rời san lấp 
phủ qua nóc công trình. Để hạn chế áp lực lên vòm 
công trình cần thiết sử dụng vật liệu có lực dính. 
Kết quả tính toán cho thấy áp lực lên công trình 
chôn ở độ sâu 5m có giá trị không đáng kể σz (z = 
5m) = 9,762 KN/m2. 
3. PHÂN BỐ ỨNG SUẤT VÀ KHẢ NĂNG 
ỔN ĐỊNH TRONG MÔI TRƯỜNG ĐÀN HỒI 
XUNG QUANH CÔNG TRÌNH DẠNG TRÒN 
KHI THI CÔNG ĐÀO KÍN 
Nghiên cứu áp lực địa tầng thực chất là xác 
định trạng thái ứng suất của nền đất trước và sau 
khi thi công công trình ngầm. Với các công trình 
thi công đào kín, sử dụng lý thuyết tính toán ứng 
suất của Kirsch [] có thể xác định được trị số ứng 
suất tại các điểm xung quanh công trình, từ đó xác 
định được vùng ảnh hưởng xung quanh công trình 
ngầm và mức độ tiếp cận giới hạn của nền đất 
xung quanh công trình. Theo lý thuyết đàn hồi, các 
thành phần ứng suất trong môi trường xung quanh 
công trình dạng ống tròn được Kirsch đề nghị xác 
định bằng các biểu thức sau: 
2 2 4
1 2 1 2
r 2 2 4
p p p pa 4a 3a1 1 cos 2
2 r 2 r r
  
2 4
1 2 1 2
2 4
p p p pa 3a1 1 cos 2
2 r 2 r
  
 (3) 
2 4
1 2
r 2 4
p p 2a 3a1 sin 2
2 r r
  
Trong đó: p1, p2 – ứng suất pháp lớn nhất và 
nhỏ nhất do trọng lượng bản thân. 
r, , r - các thành phần ứng suất 
theo hệ tọa độ cực. 
Hình 4. Sơ đồ xác định ứng suất xung quanh công 
trình ngầm trong tọa độ cực 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 69 
Ứng suất theo phương đứng và phương ngang có 
thể xác định được từ các giá trị của các thành phần 
ứng suất theo tọa độ cực như sau: 
r r
x rcos 2 s in22 2
 

   
    
r r
y rcos 2 s in22 2
 

   
   
(4) 
r
xy rs in2 cos22


 
   
Từ đó có thể xác định được các giá trị ứng suất 
chính lớn nhất và nhỏ nhất theo các biểu thức: 
 2 21 x y x y xy1 12 4     
 2 23 x y x y xy1 12 4      
(5)
Hiện nay, với các thiết bị thi công hiện đại, một 
số cáp ngầm hay công trình cấp thoát nước ngầm 
được thi công bằng phương pháp khiên đào hay rô 
bốt. Sự phân bố áp lực lên công trình trong trường 
hợp này khác biệt so với phương pháp đào hở. Do 
đặc điểm điều kiện thi công, trong hầu hết các 
trường hợp, công trình có dạng hình tròn theo mặt 
cắt ngang. Việc tính toán các thành phần ứng suất 
được thực hiện nhờ sự trợ giúp của các chương 
trình tính toán tự thiết lập. Trong các môi trường 
đất đá khác nhau, ứng suất xuyên tâm σr xung 
quanh công trình ở hông (θ = 0o) có khuynh hướng 
lớn hơn ở đỉnh (θ = 90o) và ở góc (θ = 45o) trong 
khi ứng suất tiếp tuyến σθ thì ngược lại. Ngoài ra, 
ứng suất tiếp τrθ không hình thành ở hông và ở đỉnh 
mà chỉ xuất hiện ở góc với giá trị lớn nhất tại vỏ 
hầm và giảm nhanh về phía xa công trình. Phạm 
vi ảnh hưởng xung quanh công trình theo các 
thành phần ứng suất trong các trường hợp ở vị trí 
bằng 5 lần kích thước công trình. 
Từ các giá trị của các thành phần ứng suất 
chính lớn nhất và bé nhất có thể xác định được 
mức độ tiếp cận trạng thái giới hạn trong môi 
trường đất đá xung quanh công trình: 
1 3
1 3sin ( 2ccot g )
 
 
   (6) 
(a) 
(b) 
Hình 5. Mức độ tiếp cận trạng thái giới hạn xung 
quanh công trình ngầm dạng tròn (a = 0,5m) ở độ sâu 
5m: (a) trong môi trường đất rời; (b) trong môi trường 
đất dính. 
Kết quả tính toán cho công trình có kích thước 
(bán kính) a = 0,5m chôn ở độ sâu 5m thể hiện ở 
hình 5 (a, b) cho thấy độ ổn định trong môi trường 
đất dính lớn hơn so với trong môi trường đất rời. 
Trong môi trường đất rời, ở phạm vi kế cận công 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 70 
trình, trạng thái ứng suất vượt quá trạng thái cân 
bằng giới hạn, đất có thể bị sụp đổ nếu không bố 
trí kịp thời vỏ công trình nhằm chống giữ. Trong 
môi trường đất dính, hố khoan có thể tự ổn định 
và không cần biện pháp chống giữ. Điều tương tự 
cũng được ghi nhận trong môi trường đào hở. 
Từ kết quả tính toán có thể thấy rằng trong môi 
trường đất rời, phạm vi đất nền bị biến dạng dẻo 
(vượt quá trạng thái cân bằng giới hạn) phát triển 
sâu rộng ở các góc công trình (θ = 45o, 135o, 225o 
và 315o). Trong môi trường đất dính, vùng nguy 
hiểm có thể có là ở đỉnh và ở đáy công trình. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Từ kết quả tính toán bằng các chương trình tự 
thiết lập trên cơ sở các lý thuyết đã có (trên cở sở 
phần mềm lập trình phổ biến là MathCad và C#) 
và bổ sung sơ đồ tính, có thể rút ra các kết luận 
đánh giá áp lực đất lên công trình dạng ống chôn 
sâu như sau: 
Áp lực địa tầng lên vòm công trình thi công 
đào hở: 
- Áp lực địa tầng tăng theo độ sâu chôn 
trong phạm vi z/d = 15 ÷ 20. Từ độ sâu này trở đi, 
áp lực địa tầng trong đất rời không tăng lên nữa. 
- Áp lực địa tầng trong đất rời tăng theo độ 
sâu chôn và phụ thuộc không đáng kể vào giá trị 
góc ma sát trong của đất. 
- Áp lực địa tầng khi chôn công trình trong 
đất dính với ống có kích thước từ 1m trở lại có giá 
trị không đáng kể hoặc bằng không có đối ở các 
độ sâu chôn khác nhau, công trình có thể tự ổn 
định. 
Trong trường hợp thi công đào kín: 
- Trong môi trường đất dính xung quanh 
công trình, độ ổn định (thể hiện thông qua mức độ 
tiếp cận trạng thái giới hạn) tốt hơn đáng kể so với 
trong môi trường đất rời. 
- Vùng nguy hiểm xung quanh công trình 
trong môi trường đất rời là ở các góc, còn vùng 
nguy hiểm trong môi trường đất dính là ở đỉnh và 
đáy công trình. 
Như vậy, môi trường đất dính là môi trường 
phù hợp để bố trí hoặc sử dụng làm vật liệu san lấp 
bên trên công trình ngầm. San lấp công trình ngầm 
bằng vật liệu cát có thể gây bất lợi cho điều kiện 
làm việc ổn định của công trình, có thể lấp qua 
công trình bằng cát, còn bên trên sử dụng đất loại 
sét đầm chặt. Khi đó, áp lực lên công trình giảm đi 
đáng kể, đảm bảo điều kiện ổn định công trình.
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 71 
Evaluation of earth pressure on buried 
pipes and stability of surroundings 
according to construction condition 
 Bui Truong Son 
Ho Chi Minh City University of Technology, VNU-HCM 
ABSTRACT 
Earth pressure on buried pipes structure 
depends not only on soil type, shape and 
dimension of structure but also on depth, shape 
and dimension of excavated holes and other 
factors such as structure load, underground 
water level. Based on the selected and modified 
computational scheme with self-established 
program, the earth pressure on pipe structures 
according to the construction condition is 
evaluated and analysed. It is recommended to 
choose the buried depth for structure in “cut and 
cover” excavation method so that the influence of 
earth pressure is reasonably steady from the 
buried point downward. The replacement of 
backfill material to cohesive material partially 
can help to reduce significantly the earth pressure 
on the buried structure. In addition, evaluation of 
the the degree of approaching to limit state in 
surroundings in bored tunnelling excavation 
allows for analysing the stability in various 
geological conditions according to the 
appearance of plastic zone. The research results 
are useful for calculating and arranging 
underground structures reasonably in actual 
condition.
Keywords: earth pressure, buried pipes, stability, underground construction. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Nguyễn Quang Chiêu, Trần Tuấn Hiệp. Thiết 
kế cống và cầu nhỏ trên đường ô tô. NXB 
Giao thông vận tải (2004). 
[2]. Lê Văn Thưởng, Đinh Xuân Bảng, Nguyễn 
Tiến Cường, Phí Văn Lịch. Cơ sở thiết kế 
công trình ngầm. Nhà xuất bản Khoa học và 
Kỹ thuật (1981). 
[3]. N.A. Xưtôvich. Cơ học đất (bản dịch), Nhà 
xuất bản Nông nghiệp (1987). 
[4]. L. V. Makốpski. Công trình Ngầm Giao 
thông Đô thị (bản dịch). NXB Xây dựng 
(2004). 
[5]. Trần Thanh Giám, Tạ Tiến Đạt. Tính toán 
công trình ngầm. NXB Xây dựng (2002). 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 72 
[6]. Nguyễn Xuân Trọng. Thi công hầm và công 
trình ngầm. NXB Xây dựng Hà Nội (2004). 
[7]. Trần Quang Huy, Bùi Trường Sơn. Đặc điểm 
ứng suất - biến dạng của đất nền xung quanh 
cống tròn chôn sâu ở khu vực Thành phố Hồ 
Chí Minh. Tạp chí Cầu đường Việt Nam, số 
11, năm 2007, trang 21- 25. 
[8]. Trần Hồng Minh, Bùi Trường Sơn, Đặng 
Phúc Tuân. Ứng suất – biến dạng của khối 
đá xung quanh công trình ngầm trên cơ sở 
mô hình đàn hồi dẻo với tiêu chuẩn phá hoại 
Hoek – Brown. Tập 12 (trang 677-686), 
Tuyển tập kết quả khoa học công nghệ 2009, 
NXB Nông nghiệp 
[9]. Lee, C. J., and B.R. Wu, H.T. Chen, K.H. 
Chiang. Tunnel stability and arching effects 
during tunneling in soft clayey soil. 
Tunnelling and Underground Space 
Technology 21, p. 119-132 (2006). 

File đính kèm:

  • pdfdanh_gia_ap_luc_dat_len_ong_chon_sau_va_kha_nang_on_dinh_tro.pdf