BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
***
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ
ỔN ĐỊNH CỦA MÁI HỐ MÓNG KHÔNG GIA CỐ
Học viên cao học :
Nguyễn Ngọc Hưng
Lớp :
CH18C11
Chuyên ngành :
Xây dựng công trình thủy
Mã số :
60 – 58 – 40

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUANG CƯỜNG
BỘ MÔN QUẢN LÝ: BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG
Họ và tên học viên: NGUYỄN NGỌC HƯNG
Lớp cao học: CH 18C11
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến sự ổn
định của mái hố móng không gia cố”
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm.
Những kết quả nghiên cứu, tính toán là trung thực. Trong quá trình làm luận
văn tôi có tham khảo các tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm sự tin cậy
và cấp thiết của đề tài. Tôi không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào
khác, nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Khoa và Nhà
trường.

Hà Nội, ngày tháng 8 năm 2013

Học viên
Nguyễn Ngọc Hưng

56T3.1.3.56T 56TPhương pháp qui hoạch thực nghiệm trực giao cấp 156T 63
56T3.2.56T 56TLựa chọn các tham số và thiết lập các phương án tính toán56T 67
56T3.3.56T 56TXây dựng quan hệ giữa hệ số ổn định và các nhân tố ảnh hưởng56T 78
56TCHƯƠNG 4.56T 56TTÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH HỐ MÓNG CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM BÌNH
PHÚ………….56T 84
56T4.1.56T 56TGiới thiệu tổng quan về trạm bơm Bình Phú56T 84
56T4.1.1.56T 56TGiới thiệu chung về Dự án.56T 84
56T4.1.2.56T 56TMục tiêu và nhiệm vụ của Dự án56T 88
56T4.2.56T 56T. Áp dụng hàm hồi qui thực nghiệm để tính toán kiểm tra ổn định mái hố
móng trạm bơm Bình Phú
56T 89
56T4.3.56T 56TTính toán ổn định hố móng trạm bơm tiêu Bình Phú bằng phần mềm
GeoSlope
56T 91

DANH MỤC BẢNG BIỂU
56TUBảng 1-1.U56T 56TUĐộ dốc lớn nhất của vách hố móng, vách hào không có gia cốU56T 13
56TUBảng 1-2.U56T 56TUĐộ dốc lớn nhất của vách hố móng có độ sâu <=5m (không có gia cố)U56T 13
56TUBảng 1-3.U56T 56TUĐộ dốc theo loại đất, trạng thái đấtU56T 14
56TUBảng 1-4.U56T 56TUĐộ dốc của vách đáU56T 14
56TUBảng 2-1.U56T 56TUCác thông số cường độ chống cắt của đấtU56T 38
56TUBảng 2-2.U56T 56TUTổng hợp các thành phần đã biết trong việc xác định hệ số an toànU56T 45
56TUBảng 2-3.U56T 56TUTổng hợp các thành phần chưa biết trong việc xác định hệ số an toànU56T 46
56TUBảng 3-1.U56T 56TUBảng sơ đồ các phương án tính toánU56T 68
56TUBảng 3-2.U56T 56TUBảng kế quả các phương án tính toánU56T 80
56TUBảng 4-1.U56T 56TUBảng chỉ tiêu cơ lý đất hố móng trạm bơm Bình PhúU56T 93 DANH MỤC HÌNH VẼ
56TUHình 1-1.U56T 56TUThi công hố móng nông có phủ màng ngăn nướcU56T 5

33
56TUHình 2-13.U56T 56TUDùng nêm để phân tích mái dốcU56T 34
56TUHình 2-14.U56T 56TUHiệu chỉnh hệ số an toàn cho trượt không theo cung trònU56T 35
56TUHình 2.14 cho thấy một nêm điển hình ở trên một phần của mặt trượt AB. Các lực tác
dụng lên nêm gồm có:
U56T 35
56TUHình 2-15.U56T 56TUThành phần của lực dính phát sinh của một số góc U56T
b
ϕ
56TU khác nhauU56T 37
56TUHình 2-16.U56T 56TUQuan hệ giữa hệ số an toàn và lực hút dính ở một mái dốc đơn giảnU56T 38
56TUHình 2-17.U56T 56TUMặt cắt A-A nghiên cứu của mái dốcU56T 38
56TUHình 2-18.U56T 56TULực hút dính đo ở hiện trường trong năm 1980 (theo Sweeny 1982)U56T 39
56TUHình 2-19.U56T 56TUMặt cắt của một mái dốc đứng trong đất tàn tíchU56T 40
56TUHình 2-20.U56T 56TUHệ số an toàn theo tỉ số U56T
b
ϕ
56TU, U56T
'
ϕ
56TU trong các điêu kiện thấm khác nhauU56T 41
56TUHình 2-21.U56T 56TUHệ số an toàn tương ứng với thời gian trôi qua kể từ khi bắt đầu mưaU56T 42
56TUHình 2-22.U56T 56TUCác dạng mặt trượt giới hạn của mái dốcU56T 42
56TUHình 2-23.U56T 56TUCác lực tác động lên cột đất trong 1 khối trượt với mặt trượt trònU56T 45
56TUHình 3-1.U56T 56TUBảng tổng hợp kết quả tính toánU56T 77
56TUHình 4-1.U56T 56TUSơ đồ mở móng trạm bơmU56T 91
56TUHình 4-2.U56T 56TUSơ đồ tính toánU56T 95
56TUHình 4-3.U56T 56TUHệ số ổn định mái hố móng K = 1,602U56T 95

1

hưởng dưới dạng hàm số và dạng đồ thị, giúp xác định nhanh hệ số ổn định
của mái hố móng trong quá trình thiết kế.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Phân tích, tổng hợp các thành tựu trong nước và trên thế giới trong lĩnh
vực thiết kế và xử lý hố móng các công trình xây dựng;
- Sử dụng các công cụ tính toán hiện đại để tính toán, phân tích ổn định
của mái hố móng;
- Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xây dựng quy luật
ảnh hưởng của các nhân tố đến sự ổn định của mái hố móng.
4. Kết quả đạt được
- Đánh giá tổng quan về ưu, nhược điểm và những tồn tại trong lĩnh vực
tính toán và xử lý hố móng các công trình xây dựng;
- Phân tích quy luật ảnh hưởng của các nhân tố khác nhau đến sự ổn định của
hố móng, từ đó đưa ra các khuyến cáo cho công tác thiết kế và xử lý hố móng;
- Xây dựng công cụ dạng hàm số và dạng đồ thị giúp xác định nhanh
chóng hệ số ổn định của mái hố móng, tạo thuận lợi cho công tác thiết kế, thi
công và quản lý xây dựng công trình. 3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC THIẾT KẾ VÀ XỬ LÝ
HỐ MÓNG
Như chúng ta đã biết, hầu hết các công trình xây dựng của loài người, từ
những căn nhà thô sơ thời cổ đại đến những công trình vĩ đại nhất hiện nay
đều phải dựa trên nền đất. Vì nền đất có cường độ nhỏ hơn rất nhiều so với
vật liệu xây dựng công trình cho nên phần tiếp giáp giữa công trình và nền đất
thường được mở rộng thêm và gọi là Móng. Vậy móng chính là bộ phận kéo
dài xuống của công trình và nằm ngầm dưới mặt đất tự nhiên. Móng có nhiệm
vụ truyền tải từ công trình lên nền đất. Mặt tiếp xúc nằm ngang giữa móng và

ngầm, đào đất, gia cố nền, quan trắc và bảo vệ xung quanh hố móng.
Ta có thể phân loại hố móng công trình thành một số loại như sau:
- Móng nông
- Móng sâu
- Móng có kết cấu gia cố và không có kết cấu gia cố
+ Móng nông: là loại móng có độ sâu hố móng Hm nhỏ, ảnh hưởng của
đất trên đáy móng tới các mặt tiếp xúc là nhỏ. Trong Cơ học đất, hố móng có
bề rộng là b, độ sâu hố móng là Hm , theo Berezansev nếu Hm/b ≤ 0,5 thì khi
đất dưới móng bị phá hoại nên đất bị đẩy trồi ra ta coi Hm đó là nông
Thi công hố móng nông trong thực tế có độ sâu hố móng không quá lớn,
thường từ 1,5 ÷ 3m, nhiều trường hợp đặc biệt chiều sâu hố móng có thể chọn
từ 5 ÷ 6m.
Trong thực tế, ta có thể phân biệt móng nông dựa vào tỷ lệ giữa độ sâu
chôn móng và bề rộng móng (h/b). Tuy nhiên, tỷ lệ định lượng là bao nhiêu
cũng chưa thật rõ ràng. Chính xác nhất là dựa vào phương diện làm việc của
5

đất nền, khi chịu tải trọng nếu không tính đến ma sát hông của đất ở xung
quanh với móng thì đó là móng nông và ngược lại.
Một số loại móng nông thường gặp: Móng đơn (móng đơn đúng tâm,
lệch tâm, móng chân vịt), móng băng dưới tường, móng băng dưới cột (móng
băng một phương, móng băng giao thoa), móng bè…

Hình 1-1. Thi công hố móng nông có phủ màng ngăn nước

Hình 1-2. Hố móng nông của móng trạm bơm đào giật cấp
6

+ Móng sâu: Là các loại móng mà khi thi công không cần đào hố móng
hoặc chỉ đào một phần rồi dùng thiết bị thi công để hạ móng đến độ sâu thiết

+ Hố móng có kết cấu gia cố bằng cọc chống
+ Hố móng có kết cấu gia cố bằng cọc neo

Hình 1-5. Hố móng sử dụng cọc cừ thép và hệ văng chống chữ H
8 Hình 1-6. Hố móng sử dụng cọc cừ thép và hệ thang ngang chống

Hình 1-7. Các loại neo dùng với tường cừ: (a) neo bản hay dầm, (b) neo
giằng, (c) neo cọc đứng, (d) neo dầm cọc xiên chống đỡ
9

- Móng không có kết cấu gia cố: là loại móng hố móng không cần kết
cấu gia cố đất ở mái hố móng mà mái hố móng vẫn giữ được ổn định.

Hình 1-8. Hố móng cống tiêu tự chảy
1.2. Đặc điểm của hố móng
Hố móng có các đặc điểm như sau:
Hố móng là một loại công việc tạm thời, sự dự trữ về an toàn có thể là
tương đối nhỏ nhưng lại có liên quan đến tính địa phương, điều kiện địa chất
của mỗi vùng khác nhau thì đặc điểm của hố móng cũng khác nhau. Hố móng
là một khoa học đan xen giữa các khoa học về đất đá, về kết cấu và kỹ thuật
thi công, là một loại công trình mà hệ thống chịu ảnh hưởng đan xen của
nhiều nhân tố phức tạp, và là ngành khoa học kỹ thuật tổng hợp đang còn chờ
phát triển về mặt lí luận.
Do hố móng là loại công việc có giá thành cao, khối lượng công việc lớn,
là trọng điểm tranh giành của các đơn vị thi công, lại vì kỹ thuật phức tạp,
phạm vi ảnh hưởng rộng, nhiều nhân tố biến đổi, sự cố hay xảy ra, là một
khâu khó về mặt kỹ thuật, có tính tranh chấp trong công trình xây dựng. Đồng

11

Công trình hố móng nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau như chắn
đất, chống giữ, ngăn nước, hạ thấp mực nước ngầm, đào đất, trong đó chỉ có
một khâu nào đó thất bại thì cũng sẽ dẫn đến sự cố cho hố móng.
Thi công hố móng thường kéo dài (vài tháng đến vài năm) nên sẽ chịu
tác động của thời tiết, khí hậu (như mưa, nắng); móng bị ngập nước khi mưa,
khi nước ngầm dâng cao; đá chịu tác dụng phong hóa khi đào để lộ ra. Sự
thay đổi ứng suất khi thi công mái dốc sẽ được thấy như trong hình 1-10. Hình 1-9. Sự thay đổi ứng suất khi thi công mái dốc
1.3. Tổng quan công tác thiết kế và xử lý hố móng đào mở không gia cố
Những hố móng nông có thể đào được mà không cần chống đỡ xung
quanh nếu như có khoảng không tương đối rộng, đủ để tạo được mái dốc tự
ổn định. Độ dốc của mái phụ thuộc vào loại đất, đá và các đặc tính của chúng,
vào điều kiện thời tiết và khí hậu, vào chiều sâu hố móng và khoảng thời gian
để móng lộ thiên. Các mái đất đá được đào thường có độ dốc lớn nhất có thể
có với từng loại đất đá và sự xuất hiện một vài chỗ trượt nhỏ nói chung cũng
không nguy hiểm.
12

Theo tiêu chuẩn ngành 14TCVN 447-1987 về công tác đất thi công và
nghiệm thu : Thi công công tác đất phần đào hào và hố móng, với loại đất
mềm được phép đào hố móng có vách đứng không cần gia cố, trong trường
hợp không có công trình ngầm bên cạnh và ở trên mực nước theo quy định sau:
Loại đất
Chiều sâu hố/móng
- Đất cát, đất lẫn sỏi sạn
Không quá 1 m

nghiêng
của mái
đất
Tỷ lệ
độ
dốc
Đất mượn
56
1:0,67
45
1:1
38
1:1,25
Đất cát và cát cuội sỏi
63
1:0,5
45
1:1
45
1:1
Đất cát pha
76
1:0,25
56
1:0,67
50
1:0,85
Đất thịt
90
1:0

Đất đắp, á cát dẻo, cát, sỏi, cuội
1 : 1,25
1 : 1,5
Á cát cứng, sét và á sét dẻo mềm
1 : 0,67
1 : 1
Sét và á sét dẻo cứng
1 : 0,67
1 : 0,75
Sét và á sét nửa cứng và cứng
1 : 0,5
1 : 0,67
Đá vụn rời
1 : 0,1
1 : 0,25
Đá chặt
Thẳng đứng
1 : 0,1
Khi đào hố móng có độ sâu nhỏ hơn 5m trong đất có độ ẩm tự nhiên,
đồng nhất và không có nước ngầm thì độ dốc của vách hố móng có thể lựa
chọn theo các bảng 1-2, 1-3, 1-4.
Bảng 1-2. Độ dốc lớn nhất của vách hố móng có độ sâu <=5m (không có gia cố)
Loại đất
Độ dốc vách hố
Đào đất bằng tay
và đổ đất lên
miệng hố
Đào đất bằng máy
Đào đất ở dưới
đáy hố móng

Loại đất Độ chặt
Độ dốc cho phép (cao/ rộng)
Độ dốc <5m Dốc cao 5-10m

Đất đá sỏi
Chặt
Chặt vừa
Hơi chặt
1:0,35- 1:0,5
1:0,5- 1:0,75
1:0,75- 1:1
1:0,5- 1:0,075
1:0,5- 1:1
1:1- 1:1,25
Đất bột G<0,5 1:1- 1:1.25 1:1,25- 1:1,5

Đất sét bột
Rắn chắc
Rắn dẻo
Có thể nặn
1:0,75
1:1- 1:1,25
1:1,25- 1:1,5

Đất sét Rắn chắc
Rắn dẻo
1:0,75- 1:1
1:1- 1:1,25
1:1- 1:1,25
1:1,25- 1:1,5

1:0,2- 1:0,35
1:0,35- 1:0,5
1:0,8- 1:0,75

Đá mềm
Phong hóa nhẹ
Phong hóa vừa
Phong hóa mạnh
1:0,35- 1:0,5
1:0,5- 1:0,75
1:0,75- 1:1
1:0,5- 1:0,75
1:0,75- 1:1
1:1- 1:1,25
15

1.3.1. Tình hình ứng dụng hố móng không gia cố trong xây dựng các công
trình thủy lợi (hố móng nông):

Hình 1-10. Hố móng trạm bơm Đào Xá, huyện Phú Xuyên

Hình 1-11. Hố móng cống tiêu tự chảy xã Hoàng Long, huyện Phú Xuyên

Hình 1-12. Hố móng trạm bơm Nhân Hiền, huyện Thường Tín
16 Hình 1-13. Hố móng bể hút trạm bơm Đoàn Xá, huyện Ứng Hòa

Hình 1-14. Móng cống xả qua đê trạm bơm Cao Bộ, huyện Thanh Oai