Luận án Nghiên cứu điều kiện địa kỹ thuật phục vụ thiết kế và thi công hố đào sâu

ong tính toán bao gồm phần mềm LadeDeep (mô hình 
Mohr-Coulomb và Lade cải tiến) và phần mềm Plaxis (mô hình Mohr-Coulomb và mô 
hình Hardening). 
Nội dung tính toán bao gồm: 
- Xác định các đặc trưng đất nền cho các mô hình tính toán theo: Mohr-Coulomb, 
Hardening, Lade cải tiến. Các đặc trưng của đất nền là đặc trưng thoát nước. Đối với 
đất sét có hệ số thấm nhỏ, mô hình ứng xử của vật liệu là không thoát nước do quá 
trình gia tải nhanh. 
- Xác định đặc trưng của tường chắn đất. Tường bê tông cốt thép trong cả hai 
phần mềm sử dụng mô hình đàn hồi tuyến tính. 
- Xác định các đặc trưng của hệ chống đỡ. Các đặc trưng này bao gồm các thông 
số tương đương giữa hai phần mềm LadeDeep và Plaxis bao gồm: đặc trưng vật liệu, 
tiết diện của thanh chống. 
- Tải trọng tác dụng trong quá trình thi công. 
- Tải trọng do các công trình lân cận (nếu có). 
- Trình tự thi công bao gồm quá trình đào đất, đắp đất (nếu có), quá trình lắp đặt 
tháo dỡ hệ thống chống đỡ. 
 90
- Xây dựng mô hình tính toán của hố đào trên hai phần mềm. 
- Tính toán và so sánh kết quả giữa hai phần mềm và kết quả đo thực tế. Các kết 
quả đưa ra so sánh bao gồm: chuyển vị của tường chắn, sự thay đổi trạng thái ứng suất 
trong đất, vùng biến dạng dẻo. 
4.2. MÔ HÌNH HÓA HỐ ĐÀO SÂU 
Hố đào sâu bao gồm đất nền xung quanh hố đào, hệ kết cấu chống đỡ hố đào bao 
gồm tường chắn đất, hệ thanh chống và neo trong đất. 
Đất nền được mô hình hóa bằng phần tử khối hai chiều. Đối với bài toán địa kỹ 
thuật, loại phần tử khối được sử dụng là tam giác 6 điểm nút và tứ giác 8 điểm nút (số 
điểm tích phân ở mức thấp áp dụng cho bài toán địa kỹ thuật [53]). Các kết quả nghiên 
cứu trước đây cho thấy hai loại phần tử này phù hợp với kết quả tính toán về trạng thái 
giới hạn theo phương pháp giải tích [53]. 
Kích thước của mô hình theo chiều ngang phụ thuộc vào chiều sâu của hố đào. 
Khi mô hình một nửa hố đào theo chiều đứng do tính đối xứng thì khoảng cách từ 
tường chắn đất đến biên phía ngoài hố đào của mô hình là 4D H với H là chiều sâu 
của hố đào [47]. 
Do thiếu các số liệu thí nghiệm xác định hệ số Poisson nên giá trị này được lấy 
theo chỉ dẫn của Chang [29] tùy thuộc vào mỗi loại đất nền cho trong bảng sau: 
Bảng 4.1. Hệ số Poisson 
Loại đất nền Hệ số Poisson 
Sét bão hòa nước (không thoát nước) 0.5 
Sét không bão hòa (không thoát nước) 0.35-0.4 
Cát pha 0.3-0.4 
Cát, sỏi 0.15-0.35 
Bùn sét 0.3-0.35 
Đá 0.1-0.4 
 91
4.2.1. Công trình Bệnh viện 108 
4.2.1.1. Giới thiệu công trình 
Dự án “Cụm công trình trung tâm: Nhà nội khoa; Nhà ngoại khoa + Chuyên khoa; 
Nhà kỹ thuật nghiệp vụ, cận lâm sàn - Bệnh viện TWQĐ 108” tại số 01 Trần Hưng Đạo, 
quận Hai Bà Trưng, thành phố Hà Nội do Bệnh viện TWQĐ làm chủ đầu tư. 
Mặt bằng phần ngầm công trình có diện tích khoảng gần 13000m2. Tổng chiều 
sâu tầng hầm 1, 2 chỗ sâu nhất lên đến 13.2 m. Trong đó tầng hầm 2 có chỗ sâu nhất 
lên đến 8.2 m. Chiều cao của mỗi tầng hầm là khác nhau. 
Hệ thống đài móng có chiều cao lớn từ 2.0 m đến 3.2 m, đặc biệt đài móng thang 
máy có chiều cao lên đến 5.8 m. 
4.2.1.2. Đặc trưng đất nền 
Căn cứ Báo cáo khảo sát địa chất công trình do Liên hiệp Khảo sát Địa chất xử lý 
Nền móng công trình lập tháng 08 năm 2011 cho thấy cấu trúc nền khu vực xây dựng 
công trình gồm 08 lớp đất từ trên xuống dưới như sau: 
- Lớp đất lấp: Lớp đất lấp sét, cát chứa các mảnh vỡ vật liệu xây dựng. Lớp đất 
này phân bố khắp khu vực khảo sát với chiều dày của lớp thay đổi từ 1.5m (HK3) đến 
3.3m (HK1). Đây là lớp đất thành phần cũng như độ chặt không đồng nhất do đó 
không xác định các đặc trưng cơ lý. 
- Lớp 1: Sét pha màu nâu gụ, nâu hồng, nâu vàng, xám nâu, xám vàng, trạng thái 
từ dẻo mềm đến dẻo cứng. Lớp đất này phân bố khắp khu vực khảo sát, gặp trong tất 
cả các lỗ khoan khảo sát với bề dày thay đổi từ 4.8m (HK 22) đến 7.5m (HK 28). Đây 
là lớp đất có khả năng chịu tải kém với giá trị SPT N30 từ 10 đến 15. 
- Lớp 2: Cát pha màu xám nâu, trạng thái dẻo. Lớp đất này nằm dưới lớp 1, gặp ở 
độ sâu 7.4m (HK22). Độ dày thay đổi từ 2.6m (HK22) đến 8.8m ( HK 28), có thành 
phần hạt tương đối ổn định, giá trị SPT N30 từ 5 đến 7. 
- Lớp 3: Cát hạt trung màu xám nâu, xám xanh, có lẫn ít sỏi sạn, chặt đến chặt 
vừa. Lớp này có chiều dày trung bình 17 - 19 m và kết thúc ở độ sâu 28 - 19m. Riêng 
tại HK 28, lớp này chỉ dày 9,6m. Độ chặt của lớp thay đổi theo chiều sâu đến độ sâu 
 92
19 - 20m cát thuộc loại chặt vừa với giá trị SPT trung bình 13 - 18, dưới độ sâu 19 - 
20m độ chặt của lớp tăng mạnh, có thể xếp vào lớp cát chặt với giá trị SPT trung bình 
20 - 25, cá biệt lên tới >30 ở các hố khoan HK3, HK1, HK13, HK30. 
- Xen kẹp giữa lớp 3 là thấu kính sét, sét pha màu xám nâu, sét pha với chiều dày 
trung bình 1.5 - 2.5m, có trạng thái biến đổi mạnh từ dẻo cứng đến dẻo chảy. Giá trị 
SPT từ 7 đến 16. 
- Lớp 4: Sét trạng thái chảy, bùn sét màu xám đen, đôi chỗ lẫn hữu cơ. Đây là lớp 
đất có khả năng chịu tải kém trên diện tích khảo sát. Chiều dày trung bình của lớp: 5.5 
- 8m, giá trị SPT N30 từ 6 đến 8. 
- Lớp 4a: Sét pha màu nâu gụ, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng. Lớp đất này 
nằm dưới lớp 3 và trên lớp 5, diện tích phân bố nhỏ hẹp, chỉ gặp ở độ sâu 28.6m 
(HK5) và 27.6m (HK30). Độ dày thay đổi từ 6.5m (HK5) đến 7.7m (HK30). Giá trị 
SPT N30 từ 6 đến 32. 
- Lớp 5: Cát pha màu xám ghi. Lớp này chỉ gặp ở độ sâu 24.9m (HK28). Độ dày 
2.3m (HK28). Giá trị SPT N30 là 19. 
- Lớp 6: Cát hạt trung đến cát hạt thô màu nâu xám, nâu vàng, có lẫn ít sỏi sạn, 
cuội, rất chặt. Lớp này phân bố ở toàn bộ các hố khoan khảo sát với độ dày thay đổi từ 
14.1m (HK3) đến 16.5m (HK11). Lớp này có thành phần và độ chặt tương đối ổn định 
với giá trị SPT N30 từ 27 đến 54. 
- Lớp 7: Cuội sỏi sạch màu nâu vàng, xám vàng, xám trắng. Lớp này xuất hiện 
trong tất cả các hố khoan khảo sát ở độ sâu dưới 50m. Thành phần chủ yếu là cuội, 
sỏi có lẫn cát hạt thô màu vàng, xám nâu, xám trắng. Đây là lớp đất có độ chặt ổn 
định và rất chặt với giá trị SPT N30>100. Theo tài liệu một số hố khoan sâu ở vùng 
Hà Nội, lớp này có chiều dày thường đạt 20-25m, có nơi tới 50m như ở vùng Lệ Chi 
- Gia Lâm. Dưới lớp đất này là tầng đá Neogen gắn kết yếu với chiều dày lên tới 
hàng trăm mét. 
Các đặc trưng trung bình của đất nền lấy từ báo cáo khảo sát địa chất được trình 
bày trong bảng 4.2. 
 93
Bảng 4.2. Bảng chỉ tiêu cơ lý trung bình của các lớp đất nền 
Chỉ tiêu Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp TK Lớp 4 Lớp 4a Lớp 5 Lớp 6 
W (%) 28.6 19.9 - 31.3 42.4 35.7 25.6 - 
G (%) 92 84 - 93 92 93 88 - 
w (kN/m
3) 19.0 18.8 - 18.5 17.1 17.9 19.0 - 
d (kN/m
3) 14.8 16.3 - 14.1 12.2 13.2 15.1 - 
 xốp (kN/m3) - - 12.9 - - - - 13.0 
 chặt (kN/m3) - - 15.8 - - - - 16.0 
e0 0.853 0.633 - 0.908 1.23 1.017 0.777 - 
c (kN/m2) 24.5 12.0 - 21.9 16 24.6 13.5 - 
 (0) 17 25 - 17 11 15 21 - 
 ướt (0) - - 30 - - - - 30 
 khô (0) - - 38 - - - - 38 
E0 (kN/m
2) 9530 21660 15000 8910 3620 6770 13150 26000 
NSPT/30cm 5-11 5-7 14-45 7-16 6-8 6-32 19 27-54 
Các thí nghiệm trong phòng thông thường cũng được thực hiện để xác định các 
đặc trưng cơ lý cần thiết để tính toán hố đào sâu như thí nghiệm nén ba trục sơ đồ UU, 
thí nghiệm cắt trực tiếp và thí nghiệm nén một trục. Các đặc trưng đàn hồi và cường độ 
của các lớp đất nền từ thí nghiệm nén ba trục và thí nghiệm nén một trục trình bày 
trong bảng 4.3. Mô đun đàn hồi một trục được tính toán theo biểu thức liên hệ với hệ 
số κ: Eoed=(1+e0)*p/ κ với p là cấp áp lực. 
Bảng 4.3. Các đặc trưng của đất nền từ thí nghiệm nén một trục và ba trục 
Chỉ tiêu Lớp 1 Lớp TK Lớp 4 
cu (kN/m
2) 85 82 51 
u (
0) 3.3 5 2 
c' (kN/m2) 20 27 21 
' (0) 24.8 24.3 25 
κ 0.084 0.13 0.12 
 94
4.2.1.3. Quá trình thi công 
Quá trình thi công được thực hiện theo các giai đoạn như sau: 
- Thi công tường Barrette 
- Đào đất khu vực giữa công trình, thi công móng và lõi khu vực giữa công trình 
- Đào đất công trình đến cốt -5m 
- Thi công sàn bán Topdown rộng 20 m, kích thước lỗ mở thi công: rộng 56.5 m 
và dài 75.9 m 
- Thi công đào đất giai đoạn 2 đến cốt -8.4 m 
- Thi công hệ thanh chống H400 tầng thứ nhất, khoảng cách giữa các thanh 
chống lớn nhất là 9.9 m. 
- Thi công đào đất giai đoạn 3 đến cốt -11.4 m 
- Thi công hệ thanh chống 2H400 tầng thứ 2, khoảng cách giữa các thanh chống 
lớn nhất là 9.9m. 
- Thi công đào đất đến cốt đáy hố đào (thay đổi từ 12m đến 16m). 
4.2.1.4. Quan trắc sự dịch chuyển của tường 
Tường chắn đất được quan trắc sử dụng thiết bị inclinometer tại nhiều điểm khác 
nhau trên mặt bằng công trình. Vị trí các điểm đặt đầu đo bố trí trên mặt bằng như hình 
4.1. Hướng dịch chuyển có giá trị dương là hướng dịch chuyển theo mũi tên hướng từ 
bên ngoài vào trong hố đào. 
Hình 4.1. Vị trí các điểm đo dịch chuyển ngang của tường chắn 
 95
Kết quả đo dịch chuyển ngang của tường khác nhau tại mỗi vị trí đo do chiểu sâu 
hố đào được thi công khác nhau tại mỗi lần đo. Sơ đồ chuyển vị từ kết quả đo trong ví 
dụ này lấy theo vị trí đo IC4 thể hiện cùng kết quả phân tích như trong hình 4.3. 
4.2.1.5. Dữ liệu tính toán 
Sơ đồ tính toán của mô hình được thể hiện trong hình 4.4. Số lớp đất được đưa 
vào mô hình tính toán là 5 lớp. Phân tích được thực hiện với hai mô hình tính toán là 
Mohr-Coulomb và mô hình Lade cải tiến. Mô hình Mohr-Coulomb được tính toán theo 
hai trường hợp: sử dụng mô đun đàn hồi ban đầu theo thí nghiệm nén ba trục thường 
và mô đun đàn hồi dỡ tải theo thí nghiệm ba trục giảm 3 . Trường hợp mô hình Lade 
cải tiến chỉ áp dụng cho lớp đất 2. Đường cong quan hệ ứng suất biến dạng của lớp đất 
nền 2 được trình bày trong Chương 2. Dữ liệu đường cong này được sử dụng để xác 
định các thông số của đất nền theo mô hình Lade cải tiến như trong bảng 4.4. Đặc 
trưng của các lớp đất nền khác theo mô hình Mohr-Coulomb được trình bày trong 
bảng 4.5. 
 Cọc khoan nhồi và phần kết cấu móng ở giữa công trình cũng được đưa vào mô 
hình với kích thước và vật liệu tương đương để mô tả sát thực hơn sự làm việc của đất 
nền bên trong hố đào, hình 4.2. 
Hình 4.2. Mô hình tính toán hố đào công trình bệnh viện 108 
 96
Bảng 4.4. Đặc trưng đất nền theo mô hình Lade cải tiến 
Đặc trưng Lớp 2 
E (kN/m2) 72400 
ν 0.3 
 (kN/m3) 19.0 
C (kN/m2) 3 
 (0) 19 
η1 5.89 
a 5.0 
ψ2 -3.2 
μ 2.2 
h 1.91 
α 0.65 
β 0.97 
C 0.000123 
p 0.9 
Bảng 4.5. Đặc trưng đất nền theo mô hình Mohr-Coulomb 
Lớp đất Ei (kN/m
2) Eur (kN/m
2) ν C (kN/m2)  (0) ψ (
0) 
Lớp 1 2283 5479 0.3 20 24.8 0 
Lớp 2 21660 72400 0.3 27 24.3 0 
Lớp 3 15000 60000 0.3 0 34 4 
Lớp 4 3620 10860 0.4 21 25 0 
Lớp 6 26000 78000 0.3 0 34 4 
Độ cứng của tầng thanh chống đầu tiên được tính toán theo độ cứng của sàn 
Topdown và độ cứng của hai tầng chống phía dưới được tính toán từ độ cứng đơn vị 
của thanh chống chữ H. Các giá trị độ cứng này được trình bày trong bảng 4.6. 
Bảng 4.6. Độ cứng tương đương của thanh chống 
Vị trí 
EA 
(kN) 
Khoảng cách (Ls) 
(m) 
Tầng thanh chống 1 1.366E+05 1 
Tầng thanh chống 2 4.6E+06 9.9 
Tầng thanh chống 3 9.011E+06 9.9 
 97
4.2.1.6. Phân tích ứng xử của hố đào sâu 
Kết quả phân tích chuyển vị của tường trình bày trong hình 4.4 và kết quả so 
sánh chuyển vị tại đỉnh của tường so sánh trong bảng 4.7. 
Dạng chuyển vị của tường theo mô hình Lade cải tiến phù hợp hơn so với mô 
hình Mohr-Coulomb. Kết quả đo đạc cho thấy tường không có sự dịch chuyển ở chân 
tường. Sự sai khác này là do thiếu dữ liệu khảo sát chính xác đặc trưng đàn hồi của đất 
nền dưới chân tường. Lớp đất nền khu vực chân tường có chiều dày lớn và có trạng 
thái rất chặt dưới đáy lớp. Giá trị sử dụng để tính toán là mô đun đàn hồi là giá trị 
trung bình. Mô hình Mohr-Coulomb sử dụng mô đun đàn hồi dỡ tải cho kết quả 
chuyển vị nhỏ hơn ở độ sâu nằm trong phạm vi lớp cát pha và sét pha do quan hệ ứng 
suất - biến dạng của đất nền khi chưa phá hoại là đàn hồi trong khi đó mô hình Lade 
cải tiến quan hệ này là phi tuyến với mô đun đàn hồi suy giảm dần đến 0 khi phá hoại. 
Giá trị mô đun đàn hồi ban đầu của đất nền đóng vai trò quan trọng như đã trình bày trong 
Chương 3 đối với ứng xử của hố đào. Khi sử dụng mô đun đàn hồi ban đầu từ đường cong thí 
nghiệm nén ba trục thường cho kết quả khác xa với kết quả đo đạc như trong hình 4.3. 
Hình 4.3. So sánh chuyển vị giai đoạn đào đất đến đáy móng 
 98
Bảng 4.7. So sánh chuyển vị đỉnh tường sau khi đào đất đến đáy móng 
Mô hình Chuyển vị đỉnh tường (m) 
Mohr-Coulomb (Eur) 0.0096 
Mohr-Coulomb (Ei) 0.0075 
Lade cải tiến 0.0132 
Đo đạc 0.0120 
Hình 4.4. Ứng suất theo phương ngang sau khi đào đất đến đáy móng 
Hình 4.4 trình bày miền đồng mức ứng suất theo phương ngang sau khi đào đất 
đến đáy móng. Mức ứng suất suy giảm sau lưng tường có thể nhận thấy khi miền đồng 
mức ứng suất gần bề mặt đất được kéo sâu xuống tại vị trí sau lưng tường. 
4.2.2. Công trình Hoabinh Green City Minh Khai 
4.2.2.1. Giới thiệu công trình 
Tổ hợp chung cư cao tầng kết hợp thương mại dịch vụ ở số 505 - Minh Khai - 
Phường Vĩnh Tuy - Quận Hai Bà Trưng - Hà Nội có tổng diện tích xây dựng khoảng 
17377 m2, công trình có 27 tầng nổi và 3 tầng hầm bao gồm hai tòa tháp đặt trên khối 
đế dành cho trung tâm thương mại và dịch vụ. 
4.2.2.2. Điều kiện địa chất 
Dựa trên tài liệu khảo sát địa chất được cung cấp, các đặc trưng của nền đất được 
lấy như sau: 
 99
Mô đun đàn hồi của đất nền lấy từ kết quả thí nghiệm 3 trục không thoát nước 
CU. Góc ma sát trong và lực dính đơn vị của lớp đất sét lấy theo kết quả thí nghiệm 
nén 3 trục cố kết không thoát nước CU. Mô đun đàn hồi của lớp 2 và 7 được xác định 
dựa trên số SPT. Đặc trưng của lớp đất lấp lấy như lớp đất sét. Các chỉ tiêu cơ lý được 
trình bày trong bảng 4.8. 
Bảng 4.8. Bảng chỉ tiêu cơ lý trung bình của các lớp đất nền 
Chỉ tiêu Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 7 
H (m) 1.1 3.4 3.8 12.2 9.5 9 10 
Z (m) 1.1 4.5 8.3 20.5 3. 39 49 
 (kN/m3) 18 19.1 18.2 19.6 18.8 19.3 19 
 2.69 2.66 2.69 2.68 2.69 2.66 
e0 0.839 1.002 0.744 0.883 0.785 
s (kN/m
3) 19.2 18.3 19.7 18.9 19.5 21 
c (kN/m3) 17 9 19 9 10 15 
 (0) 14.4 15.1 12.2 11.3 12.4 12.1 
E (kN/m2) 2130 3460 13930 6716 9602 30300 
ν 0.32 0.272 0.25 0.35 0.35 0.25 
4.2.2.3. Quá trình thi công 
- Biện pháp thi công phần ngầm sử dụng phương pháp Topdown 3 tầng hầm. Quá 
trình thi công được tiến hành như sau: 
Đợt 1: Thi công tường Barrette; 
Đợt 2: Đào đất tới cốt -3.4m; 
Đợt 3: Thi công sàn tầng 1 tại cao độ cốt -0,9m; 
Đợt 4: Đào đất đến cao độ cốt đáy sàn tầng hầm 1 (-5,9m); 
Đợt 5: Thi công sàn tầng hầm 1; 
Đợt 6: Đào đất đến cao độ cốt đáy sàn tầng hầm 2 (-8,9m); 
Đợt 7: Thi công sàn tầng hầm 2; 
Đợt 8: Đào đất đến cao độ cốt móng biên (giai đoạn 4). 
- Biện pháp chống đỡ đất khi thi công tầng hầm sử dụng tường chắn đất bằng tường 
Barrette dài 32 m, 20m. Hệ chống đỡ ngang cho tường bằng dầm và sàn tầng hầm. 
 100
4.2.2.4. Quan trắc sự dịch chuyển của tường 
Công trình được quan trắc sự dịch chuyển ngang của tường chắn bằng thiết bị 
inclinometer. Giá trị đo của được của chu kỳ đầu tiên được lấy làm giá trị gốc để so 
sánh, giá trị đo được của các chu kỳ tiếp theo trừ đi giá trị đo được của chu kỳ đầu đầu 
tiên sẽ được giá trị dịch chuyển của tường. Tần suất quan trắc là 7 ngày 1 lần đo. Vị trí 
các điểm đặt đầu đo bố trí trên mặt bằng như hình 4.5. Hướng dịch chuyển có giá trị 
dương là hướng dịch chuyển từ bên ngoài vào trong hố đào. 
Hình 4.5. Vị trí các điểm đo dịch chuyển ngang của tường chắn 
4.2.2.5. Dữ liệu tính toán 
Sơ đồ tính toán của mô hình được thể hiện trong hình 4.6. Số lớp đất được đưa 
vào mô hình tính toán là 6 lớp. Phân tích được thực hiện với hai mô hình tính toán là 
Mohr-Coulomb và mô hình Lade cải tiến. Mô đun đàn hồi được lấy cùng giá trị cho cả 
hai mô hình để thuận tiện cho việc so sánh. Trường hợp mô hình Lade cải tiến chỉ áp 
dụng cho lớp đất 3 và lớp đất 4. 
Hình 4.6. Mô hình tính toán hố đào công trình Hoabinh Green City 
 101
Hệ chống đỡ tường chắn đất là hệ sàn bán Topdown được mô hình hóa bằng 
thanh chống trong mô hình tính toán. Độ cứng tương đương của thanh chống được xác 
định theo độ cứng ngang của sàn Topdown trình bày trong bảng 4.9. 
Bảng 4.9. Độ cứng tương đương của thanh chống 
Sàn 
EA 
(kN) 
Tầng hầm 1 1783 
Tầng hầm 2 và 3 188750 
Đường cong quan hệ ứng suất biến dạng của lớp đất nền 3 và 4 được trình bày 
trong Chương 2. Dữ liệu đường cong này được sử dụng để xác định các thông số của 
đất nền theo mô hình Lade cải tiến như trong bảng 4.10. Đặc trưng của các lớp đất nền 
khác theo mô hình Mohr-Coulomb được trình bày trong bảng 4.11. 
Bảng 4.10. Đặc trưng đất nền theo mô hình Lade cải tiến 
Đặc trưng Lớp 3 Lớp 4 
E (kN/m2) 60720 63883 
ν 0.3 0.3 
 (kN/m3) 18.2 19.6 
C (kN/m2) 7.5 3 
 (0) 14 19 
η1 3.4 1.4 
a 17 17 
ψ2 -3.4 -3.3 
μ 1.47 1.7 
h 2.8 1.56 
α 0.4 0.6 
β 0.9 0.97 
C 2.45E-5 5.7E-5 
p 0.86 1.03 
 102
 Bảng 4.11. Đặc trưng đất nền theo mô hình Mohr-Coulomb 
Lớp đất Ei (kN/m
2) Eur (kN/m
2) ν C (kN/m2)  (0) 
Lớp 2 2130 17040 0.3 17 14.4 
Lớp 3 3460 60720 0.3 9 15.1 
Lớp 4 13930 63883 0.3 19 12.2 
Lớp 5 6716 53728 0.35 9 11.3 
Lớp 6 9602 76816 0.35 10 12.4 
Lớp 7 30300 242400 0.3 15 12.2 
4.2.2.6. Phân tích ứng xử của hố đào sâu 
Kết quả phân tích chuyển vị của tường trình bày trong hình 4.7 và kết quả so 
sánh chuyển vị tại đỉnh và lớn nhất của tường so sánh trong bảng 4.12. Có thể nhận xét 
là mô hình Lade cải tiến đã dự báo chuyển vị lớn nhất của tường gần đúng hơn so với 
mô hình Mohr-Coulomb. 
Kết quả tính toán cho thấy giá trị chuyển vị ngang lớn nhất nhỏ hơn so với giá trị 
chuyển vị ngang đo được. Dạng chuyển vị của tường theo mô hình Lade cải tiến và mô 
hình Mohr-Coulomb có cùng dạng với kết quả đo. 
Bảng 4.12. So sánh chuyển vị đỉnh tường sau khi đào đất giai đoạn 4 
Mô hình 
Chuyển vị (m) tại vị trí 
Đỉnh tường Lớn nhất 
Mohr-Coulomb (Ei) 0.00088 0.116 
Mohr-Coulomb (Eur) 0.0104 0.041 
Lade cải tiến 0.0128 0.060 
Đo đạc 0.025 0.092 
Hình 4.8 trình bày miền đồng mức ứng suất theo phương ngang sau khi đào đất 
giai đoạn 4 cho thấy sự suy giảm ứng suất theo phương ngang tại vị trí sau lưng tường. 
 103
Hình 4.7. So sánh chuyển vị giai đoạn đào thứ 4 
Hình 4.8. Ứng suất theo phương ngang sau khi đào đất giai đoạn 4 
 104
4.2.3. Công trình đập thủy điện số 2 
4.2.3.1. Giới thiệu công trình 
Công trình đập thủy điện số 2 được xây dựng tại tiểu bang Arkansas [22]. Đây là 
một ví dụ điển hình trong thiết kế và thi công hố đào sâu. Công trình được quan trắc 
trong suốt quá trình thi công và kết quả quan trắc cung cấp những dữ liệu quý giá để 
đánh giá sự làm việc phức tạp của hố đào sâu. 
4.2.3.2. Điều kiện địa chất 
Nghiên cứu một hố đào có tường chắn của công trình đập thuỷ điện số 2. Các lớp 
đất bao gồm: 
1-Đất phủ có chiều dày 18 m 
2-Cát chặt lớp trên có chiều dày 12 m 
3-Cắt chặt lớp dưới có chiều dày 6 m 
3-Cát sỏi có chiều dày 3 m 
4-Sét cứng 
Đặc trưng của các lớp đất nền theo mô hình Mohr-Coulomb, Hardening và Lade 
cải tiến tương ứng cho trong các bảng 4.13, 4.14 và 4.15. Đối với mô hình phân tích sử 
dụng mô hình đất nền Lade cải tiến, mô đun đàn hồi của các lớp đất nền lấy theo mô 
đun đàn hồi Eur của mô hình Hardening. 
Bảng 4.13. Đặc trưng đất nền theo mô hình Mohr-Coulomb 
Lớp Phủ Cát chặt trên Cát chặt dưới Cát sỏi Sét cứng 
Mô hình 
Mohr 
Coulomb 
Mohr 
Coulomb 
Mohr 
Coulomb 
Mohr 
Coulomb 
Mohr 
Coulomb 
 (kN/m3) 17.3 19.7 19.7 19.7 18.9 
C (kN/m2) 0 0 0 0 0 
 (0) 26 39 41 41 37 
E (kN/m2) 1.44x104 4.31x104 4.8x104 7.67x104 7.17x105 
ν 0.25 0.25 0.25 0.25 0.3 
 105
Bảng 4.14. Đặc trưng đất nền theo mô hình Hardening 
Lớp Phủ Cát chặt trên Cát chặt dưới Cát sỏi Sét cứng 
Mô hình Hardening Hardening Hardening Hardening Hardening 
 (kN/m3) 17.3 19.7 19.7 19.7 18.9 
C (kN/m2) 0 0 0 0 0 
 (0) 26 39 41 41 37 
ν 0.25 0.25 0.25 0.25 0.3 
E50 (kN/m
2) 4.61x103 1.379x104 1.536x104 2.46x104 2.21x105 
Eoed (kN/m
2) 8.12x103 2.