Chương 8 — Phân tích tường chắn¶

Chương VIII bàn về áp lực đất và các kết cấu chống lại nó. Chương mở đầu bằng lý thuyết áp lực chủ động và bị động cổ điển, rồi xử lý tường chắn cứng (trọng lực và công-xôn) và tường chắn mềm (tường cừ và tường vữa), kể cả tường có neo và hố đào chống xà.

8.1 Áp lực chủ động và bị động¶

8.1.1 Trường hợp đất dính (\(\varphi = 0\), \(c \neq 0\))¶

Với tường chắn đứng, mặt đất sau tường nằm ngang và bỏ qua ma sát tường–đất, áp lực chủ động là giá trị nhỏ nhất của áp lực ngang mà khối đất tác dụng lên tường — trạng thái mà tường đã dịch ra đủ xa để đất huy động sức kháng cắt dọc mặt phá hoại:

\[\sigma_a = K_a\,\sigma'_z - 2c\sqrt{K_a}\]

trong đó \(\sigma'_z\) là áp lực cột đất hữu hiệu, \(c\) là lực dính kết, và \(K_a\) là hệ số áp lực chủ động.

1. Xác định hệ số \(K_a\) theo biểu thức:

\[K_a = \tan^2\!\left(45^\circ - \frac{\varphi}{2}\right) = \frac{1 - \sin\varphi}{1 + \sin\varphi}\]

2. Lực chủ động \(Q_a\) với tường cao \(H\):

\[Q_a = \tfrac{1}{2}H\,\sigma_a = \tfrac{1}{2}K_a\,\gamma\,H^2\]

và điểm tác dụng của lực ở \(\tfrac{1}{3}H\) tính từ chân tường.

8.1.2 Trường hợp đất rời¶

Cùng khung lý thuyết với \(c = 0\), kể thêm ảnh hưởng của ma sát tường và mặt đất dốc.

Figure: foundation-retaining-wall-forces

Hình. Áp lực đất tác dụng lên tường chắn.

8.2 Phân tích tường chắn cứng¶

8.2.1 Định nghĩa và phân loại¶

Tường trọng lực, bán trọng lực và tường công-xôn.

8.2.2 Phân tích tường chắn cứng¶

Kiểm tra ổn định chống lật, trượt và phá hoại nền, cùng thiết kế kết cấu thân tường.

8.2.3 Một số dạng tường chắn cứng – thấp¶

8.3 Phân tích tường chắn mềm¶

8.3.1 Định nghĩa, phân loại¶

Tường cừ và tường vữa (slurry wall).

8.3.2 Phân tích dải tường chắn ngàm chân¶

8.3.3 Phân tích dải tường chắn có neo¶

8.3.4 Phân tích hố đào với tường chống xà¶

Hố đào chống xà — trường hợp gần nhất với hố đào sâu trong đô thị và với phần quan trắc trên trang Móng & Đào đất của trang web này.

8.3.5 Ổn định đáy hố đào và biến dạng thành hố đào¶

8.4 Thuật ngữ¶

Tiếng Anh	Tiếng Việt (sách dùng)
retaining wall	tường chắn
active earth pressure	áp lực chủ động
passive earth pressure	áp lực bị động
earth pressure at rest	áp lực tĩnh (nghỉ)
coefficient of active earth pressure	hệ số áp lực chủ động
active thrust	lực chủ động
rigid wall	tường chắn cứng
flexible wall	tường chắn mềm
cantilever wall	tường công-xôn
sheet pile	tường cừ
anchored wall	tường chắn có neo
braced excavation	hố đào chống xà

8.5 Các điểm then chốt¶

Chủ động là áp lực nhỏ nhất; bị động là lớn nhất; tĩnh nằm ở giữa.
Với đất dính, \(\sigma_a = K_a\sigma'_z - 2c\sqrt{K_a}\) và \(K_a = \tan^2(45^\circ - \varphi/2)\).
Lực chủ động lên tường cao \(H\) là \(Q_a = \tfrac{1}{2}K_a\gamma H^2\), tác dụng ở \(\tfrac{1}{3}H\) trên chân tường.
Tường cứng được kiểm tra lật, trượt và phá hoại nền.
Tường mềm (cừ, vữa) và hố đào chống xà là trường hợp then chốt cho quan trắc hố đào sâu trong đô thị.