Chương 8. Màn hình 04 – Đất
Nhập thông số từng lớp đất: chọn loại thí nghiệm và giá trị từ hồ sơ khảo sát, ý nghĩa từng thông số và các lỗi nhập đất hay gặp.
Các bài trong bộ: Hướng dẫn sử dụng LA-Shoring
Mục lục bài viết
Đây là chương quan trọng nhất của việc nhập liệu: số liệu đất quyết định áp lực lên tường, chiều sâu ngàm, nội lực và chuyển vị. Chương này mô tả giao diện, từng thông số, cách chọn thí nghiệm và cách chọn giá trị từ hồ sơ khảo sát địa chất (KSĐC).
8.1. Trang Đất#
Trang gồm ba khu vực:
- Bảng lớp đất (phía trên): mỗi hàng là một lớp. Tiêu đề thẻ ghi công thức giá trị thiết kế, ví dụ "giá trị thiết kế cho DA3: φ'd = arctan(tanφ'k / 1,25), c'd = c'k / 1,25".
- Trụ địa chất (dưới trái): các lớp theo cao độ, có vạch kích thước bề dày và đường mực nước ngầm (MNN).
- Hệ số tính được (dưới phải): với lớp đang chọn, hiển thị K0, Ka (chủ động), Kp (bị động), kh và giá trị thiết kế φ'd, c'd, δa.
Các nút phía trên bảng#
Bảng 28. Các nút của trang Đất
| Nút | Chức năng |
|---|---|
| + Thêm lớp | Mở hộp thoại nhập lớp mới (mặt lớp mặc định thấp hơn lớp dưới cùng 3 m). Bấm Hủy thì lớp không được thêm. |
| Sửa lớp chọn… | Mở hộp thoại nhập có giải thích từng thông số cho lớp đang chọn (cũng có nút Sửa… ở đầu mỗi hàng). |
| Xóa lớp chọn | Xóa lớp đang chọn. |
| Tô màu phân biệt | Gán mỗi lớp một màu khác nhau (phần mềm cũng tự làm khi có hai lớp trùng màu). |
| Dán từ Excel | Dán cả bảng từ clipboard. Cột theo thứ tự: Tên | Mặt lớp | γ | γsat | φ'k | c'k | Eoed (MPa). Dòng tiêu đề (nếu có) được bỏ qua. |
| Đất dính: K0 = ν/(1−ν) | Đặt cách tính K0 là "Đất dính" cho mọi lớp có c' > 0 và 0 < ν < 0,5 (nút tiện lợi cho cả bảng). |
| Dữ liệu mẫu (4 lớp) | Thay toàn bộ các lớp hiện có bằng dữ liệu mẫu 4 lớp của ví dụ 1. Chỉ dùng để thử nghiệm. |
Các cột của bảng lớp#
Bảng 29. Các cột của bảng lớp đất
| Cột | Ý nghĩa |
|---|---|
| Màu · Tên lớp | Màu hiển thị và tên lớp (hiện trên hình và trong thuyết minh), ví dụ "3. Sét pha dẻo chảy". |
| Mặt lớp (m) | Cao độ đỉnh lớp so với ±0,00 (âm là sâu). Bề dày lớp tự tính từ cao độ lớp kế dưới. |
| γ (kN/m³) · γsat | Trọng lượng riêng tự nhiên (trên MNN) và bão hòa (dưới MNN). Không nhập khối lượng riêng hạt Δ ≈ 26–27 vào γsat. |
| φ'k (°) · c'k (kPa) | Góc ma sát trong và lực dính hữu hiệu, giá trị đặc trưng (tiêu chuẩn). |
| cu,k (kPa) | Sức kháng cắt không thoát nước (chỉ cần khi chọn "Không thoát nước"). |
| Trạng thái ứng suất | Hữu hiệu – thoát nước (φ', c') hoặc Tổng – không thoát nước (cu). |
| δ/φ' sau · δ/φ' trước | Tỉ số ma sát đất – tường phía sau (chủ động) và phía trước (bị động). |
| Loại mô đun | Eoed (nén 1 trục) hoặc Edef (nén 3 trục / bàn nén / E0). |
| Eoed (MPa) · Edef (MPa) | Nhập theo loại mô đun đã chọn; ô của loại không dùng để trống. Nhập số vào ô kia thì loại mô đun tự đổi theo. |
| Eoed tính (MPa) | Chỉ đọc: Eoed thực dùng (nếu nhập Edef thì đã quy đổi). |
| EM (MPa) · α Ménard | Mô đun pressiomet và hệ số lưu biến (chỉ khi chọn kh theo Ménard). |
| ν · OCR | Hệ số Poisson và hệ số quá cố kết. |
| Cách tính K0 · K0 nhập tay | Bốn cách tính K0; ô nhập tay chỉ dùng khi chọn "Nhập tay". |
| kh ghi đè (MN/m³) | Hệ số nền ngang nhập tay; trống = phần mềm tự tính theo phương pháp ở Cài đặt. |
| k (m/s) | Hệ số thấm. |
| φ'd (°) · c'd (kPa) | Chỉ đọc: giá trị thiết kế sau khi áp hệ số riêng phần. |
8.2. Hộp thoại "Thông số lớp đất"#
Bấm Sửa… đầu hàng (hoặc + Thêm lớp) để mở hộp thoại. Hộp thoại chia năm thẻ ở bên trái; mỗi thông số có ký hiệu, tên, đơn vị và dòng giải thích (khoảng giá trị thường gặp). Bên phải luôn hiển thị trụ địa chất (lớp đang sửa có viền xanh) và hệ số tính được cập nhật ngay khi bạn gõ.
Thẻ 1. Cơ bản#
Bảng 30. Thẻ 1 – Cơ bản
| Ký hiệu | Thông số | Đơn vị | Giải thích |
|---|---|---|---|
| — | Tên lớp | — | Tên hiển thị trên hình và trong thuyết minh, ví dụ "3. Sét pha dẻo chảy". |
| — | Màu trên hình | — | Chọn màu để phân biệt lớp trên mặt cắt và trụ địa chất. |
| z | Cao độ mặt lớp | m | Cao độ đỉnh lớp so với ±0,00 (âm là sâu). Bề dày = cao độ lớp này − cao độ lớp ngay dưới. |
| h | Bề dày lớp | m | Tự tính từ cao độ các lớp (lớp dưới cùng: "đến hết chiều sâu tính toán"). |
| γ | Trọng lượng riêng tự nhiên | kN/m³ | Dùng phía trên mực nước ngầm. Thường gặp: đất lấp 17–19, sét 17–20, cát 18–20. |
| γsat | Trọng lượng riêng bão hòa | kN/m³ | Dùng dưới mực nước ngầm, γ' = γsat − γw. Thường 18–21. KHÔNG nhập khối lượng riêng hạt Δ (≈ 26–27): sai gần gấp đôi γ'. |
Thẻ 2. Sức kháng cắt#
Bảng 31. Thẻ 2 – Sức kháng cắt
| Ký hiệu | Thông số | Đơn vị | Giải thích |
|---|---|---|---|
| — | Thí nghiệm cho φ, c | — | Loại thí nghiệm đã cho giá trị (xem mục 8.4). Chọn xong, phần mềm tự gợi ý trạng thái ứng suất phù hợp. |
| — | Trạng thái ứng suất | — | Hữu hiệu (thoát nước): φ', c' – dài hạn, cát, sét khi đào chậm. Tổng (không thoát nước): cu, φ = 0 – sét yếu bão hòa, đào nhanh. |
| φ'k | Góc ma sát trong (đặc trưng) | ° | Cát 28–38°, sét pha 10–20°, sét dẻo chảy 3–8°. Với ứng suất tổng vẫn dùng cho ổn định thoát nước dài hạn. |
| c'k | Lực dính (đặc trưng) | kPa | Cát lấy 0. Sét 5–30 kPa. Lực dính làm giảm áp lực chủ động và tăng bị động. |
| cu,k | Sức kháng cắt không thoát nước | kPa | Dùng khi ứng suất tổng. Từ nén 3 trục UU, cắt cánh, CPTu; ≈ (4–6)·N_SPT kPa. |
| δa/φ' | Phía sau tường (chủ động) | — | δ = tỉ số × φ'. Tường BTCT đổ tại chỗ ≈ 2/3, cừ thép 1/2–2/3, tường trơn hoặc bentonite 0. Có các nút chọn nhanh 0 · 1/3 · 1/2 · 2/3. |
| δp/φ' | Phía trước tường (bị động) | — | Dùng cho Kp (Caquot-Kérisel). Lấy ≤ 2/3 để không đánh giá quá cao sức kháng bị động. |
Thẻ 3. K0#
Bảng 32. Thẻ 3 – K0
| Ký hiệu | Thông số | Giải thích |
|---|---|---|
| — | Cách tính K0 | Đất rời: K0 = 1 − sinφ'. Đất dính: K0 = ν/(1−ν). Quá cố kết: K0 = (1 − sinφ')·OCR^sinφ'. Nhập tay: theo thí nghiệm. |
| ν | Hệ số Poisson | Cát 0,25–0,35; sét 0,35–0,45. Dùng cho K0 đất dính, quy đổi Edef → Eoed và lún. |
| OCR | Hệ số quá cố kết | Dùng khi chọn "Quá cố kết". Từ thí nghiệm nén cố kết: OCR = σ'p / σ'v0. |
| K0 | K0 nhập tay | Chỉ dùng khi chọn "Nhập tay". |
Lưu ý hiển thị trong hộp thoại: K0 < Ka (thường gặp khi đất dính có ν nhỏ) – chương trình lấy σ0 = σa phía sau tường và cảnh báo.
Thẻ 4. Mô đun, kh#
Bảng 33. Thẻ 4 – Mô đun và kh
| Ký hiệu | Thông số | Đơn vị | Giải thích |
|---|---|---|---|
| — | Loại mô đun nhập | — | Chọn đúng loại theo thí nghiệm có trong hồ sơ: nén cố kết → Eoed; nén 3 trục, bàn nén, E0 → Edef. |
| Eoed | Mô đun nén một trục (oedometer) | MPa | Thí nghiệm nén cố kết (không nở hông) trong cấp áp lực tương ứng σ'v. Sét yếu 2–5, sét dẻo cứng 8–15, cát 15–60 MPa. |
| Edef | Mô đun biến dạng (nén 3 trục / bàn nén) | MPa | E50 nén 3 trục, bàn nén hiện trường, hoặc E0 hồ sơ khảo sát. Phần mềm quy đổi Eoed = Edef·(1−ν)/((1+ν)(1−2ν)); dòng "Eoed dùng trong tính toán = … MPa" hiện ngay bên dưới. |
| EM | Mô đun pressiomet Ménard | MPa | Chỉ dùng khi chọn kh theo Ménard. |
| α | Hệ số lưu biến Ménard | — | Sét 2/3, bụi 1/2, cát 1/3, sỏi 1/4. |
| kh | Hệ số nền nhập tay | MN/m³ | Để trống để tự tính. Nhập khi có thí nghiệm bàn nén ngang. |
Thẻ 5. Thấm – nguồn#
Bảng 34. Thẻ 5 – Thấm và nguồn
| Ký hiệu | Thông số | Đơn vị | Giải thích |
|---|---|---|---|
| k | Hệ số thấm | m/s | Dùng cho lưới thấm 2D, đẩy trồi, đẩy nổi. Sét 1e-9–1e-7, cát pha 1e-6–1e-5, cát 1e-5–1e-3, cuội sỏi 1e-3–1e-2 m/s. |
| N₃₀ | Số búa SPT trung bình | búa | Dùng cho sức chịu tải đứng theo TCVN 10304:2014 và ghi nguồn tương quan. |
| — | Nguồn gốc thông số | — | Ví dụ: "TN cắt phẳng 3 mẫu UD-HK3; E = 2,5·N (MPa)". Được in vào thuyết minh để người thẩm tra biết thông số lấy từ đâu. |
Khung "Hệ số tính được" và cảnh báo#
Bảng 35. Khung Hệ số tính được
| Ô | Ý nghĩa |
|---|---|
| Ka (chủ động) · Kp (bị động) · K0 (tĩnh) | Hệ số áp lực đất theo lý thuyết đã chọn ở Cài đặt, tính với φ'd và δ thiết kế. Luôn có Ka < K0 < Kp. |
| kh (MN/m³) | Hệ số nền ngang theo phương pháp đã chọn (ví dụ Schmitt). |
| φ'd · c'd · δa | Giá trị thiết kế sau khi chia hệ số M2 (DA3). |
Phía dưới khung này là các cảnh báo màu vàng/đỏ. Các cảnh báo trong hộp thoại gồm:
Bảng 36. Cảnh báo trong hộp thoại lớp đất
| Cảnh báo | Nguyên nhân thường gặp |
|---|---|
| γsat quá lớn (> 23 kN/m³) | Có thể đã nhập khối lượng riêng hạt Δ thay cho γsat. |
| γsat nhỏ hơn γ tự nhiên | Dưới nước đất không thể nhẹ hơn – kiểm tra lại số liệu. |
| φ' ≈ 0 và c' ≈ 0 (thoát nước) | Lớp đất làm việc như chất lỏng (K = 1) – thường do quên nhập số liệu. |
| Chọn "Không thoát nước" nhưng chưa nhập cu | Ô cu để trống – không có số liệu để tính lớp này. |
| Thông số từ cắt nhanh / 3 trục UU là thông số TỔNG | Dùng như φ', c' hữu hiệu là thiên nguy hiểm với sét; cân nhắc "Không thoát nước" hoặc giảm thông số. |
| Chọn K0 nhập tay nhưng chưa nhập giá trị | Đang dùng tạm 1 − sinφ'. |
| Chọn nhập Edef nhưng chưa có giá trị · Chưa có Eoed để tính kh theo Schmitt | Thiếu mô đun để tính độ cứng lò xo đất. |
Bấm Áp dụng và đóng để nhận thay đổi. Thanh dưới cùng nhắc: "Mẹo: bấm vào ô là chọn hết nội dung – gõ đè trực tiếp; Enter hoặc Tab để xác nhận." Hủy hoặc Esc khôi phục giá trị ban đầu.
8.3. Trình tự nhập một lớp đất#
- Mở hồ sơ KSĐC; xác định cao độ mặt lớp tại hố khoan gần hố đào nhất (ghi cả cao độ MNN).
- Bấm + Thêm lớp. Ở thẻ 1 điền tên, cao độ mặt lớp và hai trọng lượng riêng γ, γsat (đã đổi sang kN/m³).
- Sang thẻ 2: chọn Thí nghiệm cho φ, c; kiểm tra Trạng thái ứng suất phần mềm gợi ý; nhập φ'k, c'k (thoát nước) hoặc cu,k (không thoát nước); chọn δa/φ', δp/φ' theo loại tường.
- Thẻ 3: chọn Cách tính K0; nhập ν, OCR nếu cần.
- Thẻ 4: chọn Loại mô đun đúng với thí nghiệm có trong hồ sơ rồi nhập Eoed hoặc Edef; nhập EM, α nếu dùng Ménard.
- Thẻ 5: nhập hệ số thấm k, số búa SPT và ghi nguồn gốc thông số.
- Đọc cảnh báo và hệ số tính được ở bên phải: Ka, Kp, K0, kh có hợp lý với loại đất không?
- Bấm Áp dụng và đóng. Lặp lại cho các lớp tiếp theo (từ trên xuống).
8.4. Chọn thí nghiệm cho φ, c#
Ô "Thí nghiệm cho φ, c" là quyết định quan trọng nhất của hộp thoại: nó cho phần mềm biết thông số đến từ ứng suất tổng hay hữu hiệu.
Vì sao quan trọng?#
Khi cắt mẫu sét bão hòa mà nước không kịp thoát, áp lực nước lỗ rỗng u sinh ra và đẩy vòng tròn Mohr ứng suất hữu hiệu sang trái, còn vòng tròn ứng suất tổng giữ nguyên. Đường bao theo ứng suất tổng cho cu và góc ma sát gần bằng 0; đường bao theo ứng suất hữu hiệu cho φ' và c'. Hai bộ thông số khác nhau rất nhiều và đều đúng – miễn là dùng đúng hoàn cảnh. Dùng nhầm bộ này vào bài toán của bộ kia là lỗi thường gặp nhất khi nhập số liệu đất.
Bảy lựa chọn#
Bảng 37. Bảy lựa chọn trong ô "Thí nghiệm cho φ, c"
| # | Lựa chọn | Cách cắt mẫu | Cho ra | Phần mềm tự gợi ý |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Không rõ / chưa ghi | Hồ sơ không nói | chưa biết | Không gợi ý; tự chọn thận trọng |
| 2 | Cắt phẳng nhanh (không cố kết) | Cắt ngay, nước không thoát | φ, c tổng | Không thoát nước |
| 3 | Cắt phẳng cố kết – thoát nước | Cố kết rồi cắt chậm | φ', c' hữu hiệu | Thoát nước |
| 4 | Nén 3 trục UU | Không cố kết, kín nước | cu (φu ≈ 0) | Không thoát nước |
| 5 | Nén 3 trục CU (đo u) | Cố kết, cắt kín, đo áp lực nước lỗ rỗng | φ', c' hữu hiệu | Thoát nước |
| 6 | Nén 3 trục CD | Cố kết, cắt rất chậm | φ', c' | Thoát nước |
| 7 | Tương quan SPT/CPT | Không thí nghiệm mẫu; suy từ N, qc | φ' (cát), cu (sét) | Không gợi ý |
- Cắt phẳng: mẫu đặt trong hộp cắt, chịu tải đứng N rồi nửa hộp trên bị đẩy trượt. Nhanh → thông số tổng (hồ sơ KSĐC trong nước thường ghi loại này). Cố kết → hữu hiệu. Ưu: nhanh, rẻ. Nhược: mặt cắt bị ép sẵn ở giữa hộp, không đo được áp lực nước lỗ rỗng.
- Nén 3 trục: mẫu hình trụ trong buồng nước có áp lực buồng σ3, piston nén từ trên. Khác nhau nằm ở van thoát nước: UU – van đóng suốt (cu, φu ≈ 0, nhanh, rẻ); CU – cố kết (van mở) rồi cắt kín, đo u, suy ra φ', c' (cân bằng giữa độ tin cậy và thời gian); CD – cố kết rồi cắt rất chậm, u = 0 (trực tiếp nhưng mất nhiều ngày, hiếm).
- Tương quan SPT/CPT: dùng khi không có thí nghiệm mẫu, nhất là cát và sỏi khó lấy mẫu nguyên dạng. Cát: φ' theo số búa N theo các tương quan kiểu Peck (một bảng tham khảo: N < 4 rất rời, < 29°; 4–10 rời, 29–30°; 10–30 chặt vừa, 30–36°; 30–50 chặt, 36–41°; > 50 rất chặt, > 41°). Các tài liệu cho giá trị lệch nhau vài độ và thường dùng N đã hiệu chỉnh (N60, (N1)60); hãy chọn tương quan phù hợp loại cát và ghi rõ nguồn. Sét: cu ≈ (4–6)·N kPa (chỉ để ước lượng và kiểm tra chéo). Luôn ghi công thức tương quan vào ô Nguồn gốc thông số.
Cách chọn theo loại đất và hoàn cảnh#
Bảng 38. Cách chọn thí nghiệm theo hoàn cảnh
| Loại đất / hoàn cảnh | Nên dùng | Trạng thái |
|---|---|---|
| Cát, sỏi (đất rời) | SPT/CPT hoặc cắt phẳng thoát nước | Thoát nước: φ', c' = 0 |
| Sét, đào nhanh trên sét yếu bão hòa | UU hoặc cắt phẳng nhanh | Không thoát nước: cu |
| Sét, đào chậm hoặc xét dài hạn | CU, CD hoặc cắt phẳng cố kết | Thoát nước: φ', c' |
| Sét yếu nhưng chưa chắc hoàn cảnh | Chạy cả hai trường hợp | Lấy kết quả bất lợi hơn |
8.5. Chọn giá trị từ hồ sơ khảo sát#
Nhập giá trị TIÊU CHUẨN, không phải giá trị tính toán#
Hồ sơ KSĐC thường cho ba cột số cho cùng một chỉ tiêu: giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính toán theo TTGH I và theo TTGH II. Hãy nhập cột tiêu chuẩn (trị đặc trưng) vì phần mềm tự áp hệ số riêng phần theo phương pháp thiết kế đã chọn. Nhập trị đã chia hệ số vào ô "đặc trưng" sẽ làm hệ số bị áp hai lần.
Thứ tự ưu tiên nguồn số liệu#
Bảng 39. Thứ tự ưu tiên nguồn số liệu
| Ưu tiên | Nguồn | Vì sao tin / dè chừng |
|---|---|---|
| 1 | Thí nghiệm trên mẫu nguyên dạng, đúng loại (CU, CD) | Đo trực tiếp trên đất thật, kiểm soát được thoát nước. |
| 2 | UU, cắt nhanh trên mẫu nguyên dạng | Tốt cho cu ngắn hạn; không dùng như φ' hữu hiệu. |
| 3 | Tương quan SPT / CPT | Gián tiếp, phân tán; hợp với cát, kiểm tra chéo cho sét. |
| 4 | Giả định thận trọng theo loại đất | Chỉ khi không có mẫu – phải ghi rõ "giả định". |
Mẫu càng ít bị xáo trộn càng đáng tin (mẫu xáo trộn làm sức kháng cắt và mô đun thấp hơn thực tế). Nhiều mẫu cho giá trị đại diện hơn một mẫu đơn lẻ; hãy xem độ phân tán trong hồ sơ và, khi phân tán, chọn về phía bất lợi cho tường.
Năm câu hỏi trước khi nhập một con số#
- Số này là giá trị tiêu chuẩn hay tính toán? (Chọn tiêu chuẩn.)
- Đơn vị là gì? (Đổi sang kN/m³, kPa, độ thập phân – mục 8.7.)
- Đó là thí nghiệm gì, nước có thoát không? (Quyết định hữu hiệu hay tổng.)
- Mẫu có đại diện cho cả lớp không? (Số mẫu, độ phân tán, độ xáo trộn, độ sâu lấy mẫu.)
- Có đang thận trọng đúng phía không? (Khi số liệu phân tán, chọn về phía bất lợi cho tường.)
Ví dụ: hố khoan HK3 công trình Từ Hoa#
Bảng 40. Ví dụ chọn số liệu cho 4 lớp (minh họa)
| Lớp | Nguồn số liệu | Đã chọn | Lý do |
|---|---|---|---|
| 1. Đất lấp | Không lấy mẫu | γ 18 / 18,5; φ' 15°, c' 5 kPa | Giả định thận trọng |
| 2. Sét pha dẻo mềm | Cắt phẳng nhanh | φ 12,1°, c 11,8 kPa | Số có sẵn trong hồ sơ; giữ cảnh báo "thông số tổng" để cân nhắc |
| 3. Cát hạt thô | SPT | φ' 32° (tương quan SPT), c' 0 | Cát khó lấy mẫu |
| 4. Cát sạn sỏi | SPT | φ' 36°, c' 0 | Rất chặt |
Vì sao chọn δ như vậy?#
Bảng 41. Chọn ma sát đất – tường δ
| Loại tường | δ/φ' | Lý do |
|---|---|---|
| Tường BTCT đổ tại chỗ | ≈ 2/3 | Mặt tiếp xúc nhám |
| Cừ thép | 1/2 – 2/3 | Thép trơn hơn bê tông |
| Tường trơn / vữa bentonite | 0 | Màng bùn bôi trơn mặt tường |
Phía chủ động: δ lớn làm Ka nhỏ (ví dụ φ' = 30°: δ = 0 → Ka = 0,333; δ = φ'/3 → 0,308; δ = 2φ'/3 → 0,297; δ = φ' → 0,297 – từ khoảng 2/3 φ' tăng thêm δ không còn giảm áp lực). Phía bị động: Kp tăng rất nhanh theo δ, nên chỉ lấy tối đa 2/3 để không đánh giá quá cao sức kháng.
8.6. Ý nghĩa từng thông số đất#
Nhóm 1 – Trọng lượng, độ bền cắt, áp lực#
Bảng 42. Ý nghĩa các thông số nhóm 1
| Thông số | Ý nghĩa | Ảnh hưởng tới kết quả |
|---|---|---|
| γ, γsat, γ' | γ: tự nhiên, trên MNN. γsat: bão hòa, dưới MNN. γ' = γsat − γw: trọng lượng hữu hiệu (nước đẩy nổi hạt đất). | Ứng suất hữu hiệu σ'v = Σ γ·h (trên MNN) + Σ γ'·h (dưới MNN). Sai γ thì mọi áp lực sai theo. |
| φ' | Góc ma sát trong – độ "nhám" giữa các hạt; τ = σ'·tanφ'. | Ảnh hưởng nhiều nhất tới áp lực đất. φ' giảm 30° → 28°: Ka tăng ≈ 8 %, Kp giảm ≈ 8 %. |
| c' | Lực dính – sức kháng cắt còn lại khi σ' = 0 (liên kết giữa hạt sét). Cát = 0. | σa = σ'v·Ka − 2c'√Ka (giảm áp lực chủ động); σp = σ'v·Kp + 2c'√Kp (tăng bị động). Khó thí nghiệm chính xác, dễ bị đánh giá cao – số liệu phân tán thì chọn thấp. |
| cu | Sức kháng cắt không thoát nước của sét khi nước chưa kịp thoát; không phụ thuộc áp lực nén (φu = 0). | Ka = 1: σa = σv − 2cu. Sét càng yếu, áp lực chủ động càng lớn. Phân loại: < 12 rất mềm; 12–25 mềm; 25–50 dẻo cứng; 50–100 cứng; 100–200 rất cứng (kPa). |
| δ | Ma sát đất – tường: đất trượt dọc mặt tường tạo lực ma sát. | Ka nhỏ hơn khi δ lớn (phía chủ động); Kp lớn hơn (phía bị động). |
| K0, ν, OCR | K0: hệ số áp lực tĩnh (tường không dịch chuyển). ν: Poisson. OCR = σ'p/σ'v0: cố kết thường = 1, quá cố kết > 1. | K0 > Ka. OCR càng lớn, K0 càng lớn. ν = 0,30 → K0 (đất dính) 0,43; 0,35 → 0,54; 0,40 → 0,67. |
Ba hệ số áp lực: Ka (chủ động, nhỏ nhất) khi tường dịch ra xa đất; K0 (tĩnh, ở giữa) khi tường không dịch chuyển; Kp (bị động, lớn nhất) khi tường ép vào đất. Ví dụ φ' = 30°, tường trơn, mặt đất ngang: Ka = 0,333; K0 = 0,500; Kp = 3,00. Nếu K0 < Ka (thường gặp khi đất dính có ν nhỏ), phần mềm lấy σ0 = σa phía sau tường và cảnh báo.
Nhóm 2 – Độ cứng, nền, thấm, SPT#
Bảng 43. Ý nghĩa các thông số nhóm 2
| Thông số | Ý nghĩa | Ảnh hưởng tới kết quả |
|---|---|---|
| Eoed | Mô đun nén một chiều (không nở hông), từ thí nghiệm nén cố kết: Eoed = Δσ'/Δε. Sét yếu 2–5, sét dẻo cứng 8–15, cát 15–60 MPa. | Quyết định kh (Schmitt) → chuyển vị và nội lực. |
| Edef | Mô đun biến dạng (nén 3 trục / bàn nén): E0 (tiếp tuyến ban đầu, cao nhất), E50 (cát tuyến ở 50 % sức kháng), Eur (dỡ tải – nén lại, dốc hơn). | Phần mềm quy đổi sang Eoed: hệ số (1−ν)/((1+ν)(1−2ν)); ν = 0,35 → 1,605. |
| kh | Hệ số nền ngang: biến mô đun đất thành độ cứng lò xo dọc tường, p = p0 + kh·y, bị chặn giữa giới hạn chủ động và bị động. | Ảnh hưởng LỚN: chuyển vị, mô men, lực chống, lún. Ảnh hưởng NHỎ: Ka, Kp (do φ', c', γ quyết định). |
| EM, α | EM: mô đun pressiomet. α: hệ số lưu biến (sét 2/3, bụi 1/2, cát 1/3, sỏi 1/4). | Chỉ dùng khi chọn kh theo Ménard. |
| k | Hệ số thấm (m/s): nước chảy qua đất dễ hay khó. Thang logarit: sét 1e-9–1e-7; cát pha 1e-6–1e-5; cát 1e-5–1e-3; cuội sỏi 1e-3–1e-2. | Dùng cho lưới thấm 2D, đẩy trồi, đẩy nổi. Sai một bậc làm lưu lượng và gradient khác hẳn. |
| N (SPT) | Số búa đóng 30 cm cuối của ống mẫu chuẩn (búa 63,5 kg rơi 76 cm). Cát: < 4 rất rời; 4–10 rời; 10–30 chặt vừa; 30–50 chặt; > 50 rất chặt. Sét: < 2 rất mềm; 2–4 mềm; 4–8 dẻo cứng; 8–15 cứng; 15–30 rất cứng; > 30 cứng chắc. | Dùng suy φ', cu, E (tương quan), sức chịu tải đứng theo TCVN 10304:2014. SPT phân tán – lấy trung bình trên chiều dày lớp, xem cả giá trị nhỏ nhất. |
8.7. Quy đổi đơn vị và công thức hay dùng#
Bảng 44. Quy đổi đơn vị và công thức
| Việc | Công thức | Ví dụ |
|---|---|---|
| g/cm³ → kN/m³ (trọng lượng riêng) | γ = ρ × 9,81 | 1,84 × 9,81 = 18,05 kN/m³ |
| kG/cm² → kPa (lực dính) | c = c(kG/cm²) × 98,1 | 0,12 × 98,1 = 11,8 kPa |
| Độ – phút → độ thập phân | φ = độ + phút/60 | 12°05' = 12 + 5/60 = 12,08° |
| γsat từ khối lượng riêng hạt Δ và hệ số rỗng e | γsat = (Δ + e)/(1 + e) × γw | (2,69 + 0,948)/1,948 × 9,81 = 18,3 kN/m³ |
| Edef → Eoed | Eoed = Edef·(1−ν)/((1+ν)(1−2ν)) | ν = 0,35: hệ số 1,605 |
| Giá trị thiết kế (DA3, M2) | tanφ'd = tanφ'k/1,25; c'd = c'k/1,25; cu,d = cu,k/1,4 | φ'k = 30° → φ'd = 24,8° |
8.8. Ví dụ: bốn lớp đất của ví dụ 3#
Bảng 45. Số liệu đất của ví dụ 3 (minh họa)
| Lớp | Mặt lớp (m) | γ / γsat (kN/m³) | φ'k (°) | Thí nghiệm | Mô đun | ν | k (m/s) | N SPT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. Đất lấp | 0,0 | 18,0 / 18,5 | 15 | Không rõ | Eoed 4,81 MPa | 0,35 | 1e-5 | — |
| 2. Sét pha dẻo mềm | −1,5 | 18,4 / 18,7 | 12,1 | Cắt phẳng nhanh | Edef 7,86 MPa | 0,35 | 2,76e-10 | 6 |
| 3. Cát hạt thô, chặt vừa | −6,1 | 18,5 / 19,0 | 32 | Tương quan SPT | Eoed 20,06 MPa | 0,30 | 1e-4 | 18 |
| 4. Cát sạn sỏi, chặt | −30,8 | 19,5 / 20,5 | 36 | Tương quan SPT | Eoed 36,35 MPa | 0,30 | 5e-4 | 43 |
Các lớp đều dùng δ/φ' = 0,5 (phía sau và phía trước), K0 theo "Đất rời", OCR = 1. Số liệu chỉ để minh họa; luôn thay bằng hồ sơ KSĐC thật của công trình.
8.9. Các lỗi thường gặp khi nhập đất#
- Nhập khối lượng riêng hạt Δ vào ô γsat; quên đổi g/cm³ sang kN/m³.
- Nhập trị tính toán thay cho trị tiêu chuẩn (hệ số bị áp hai lần).
- Dùng thông số tổng (cắt nhanh, UU) như thông số hữu hiệu cho sét yếu.
- Chọn "Không thoát nước" nhưng quên nhập cu; hoặc để φ' và c' đều bằng 0 ở trạng thái thoát nước.
- Chọn sai loại mô đun (nhập Eoed vào ô Edef hoặc ngược lại).
- Cao độ mặt lớp nhập dương/âm sai (phải âm khi sâu hơn mặt đất); lớp trên cùng thấp hơn mặt đất.
- Nhập δ/φ' phía bị động quá lớn (> 2/3) làm đánh giá quá cao sức kháng bị động.
- Không ghi nguồn gốc thông số – khó giải trình khi thẩm tra.
Đọc thêm
Bài viết kỹ thuậtÁp dụng EN 1997-1 trong LA-Shoring: DA1, DA2 hay DA3?Ba phương pháp thiết kế của Eurocode 7 khác nhau ở chỗ hệ số riêng phần đặt lên đâu. Bài này giải thích cách LA-Shoring xử lý từng phương pháp, vì sao không nhân hệ số hai lần, và cách chọn.Bài viết kỹ thuậtBản Free, Standard và Pro: khác nhau thế nào và cách kích hoạt bản quyềnBản Free làm được gì, Standard và Pro mở thêm gì, kích hoạt bằng mã máy qua bốn bước, khi nào cần gỡ giấy phép và cách xử lý các lỗi kích hoạt thường gặp.Bài viết kỹ thuậtChọn loại tường và hệ đỡ cho hố đào: những gì LA-Shoring hỗ trợChín loại tường và chín loại đỡ: đặc điểm, thông số cần nhập và cách phần mềm quy độ cứng của từng loại về lò xo. Gợi ý cách chọn theo điều kiện công trình.Bài viết kỹ thuậtĐối chiếu độc lập: LA-Shoring so với phần mềm thương mại và nghiệm giải tíchCách LA-Shoring được kiểm chứng và số liệu đối chiếu trên các hồ sơ thực tế: nội lực và chuyển vị lệch tối đa vài phần trăm, kèm những điều chưa kiểm chứng và những khác biệt có chủ ý.