(Luận án tiến sĩ) Nghiên Cứu Đặc Điểm Địa Kỹ Thuật Khu Vực Thành Phố Hồ Chí Minh Phục Vụ Phát Triển Giao Thông Ngầm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (20.7 MB, 189 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>VÕ NH¾T LUÂN </b>

<b>NGHIÊN CĀU Đ¾C IM A K THUắT KHU VC THNH PHị H CH MINH PHĀC VĀ </b>

<b>PHÁT TRIÂN GIAO THƠNG NGÄM </b>

<b>LU¾N ÁN TIắN S) K THUắT A CHT </b>

<b>H NịI - 2023 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>NG¯âI H¯àNG DẪN KHOA HâC: </b>

<b>HÀ NÞI - 2023 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Tơi xin cam oan ây là cơng trình nghiên cāu khoa học ác l¿p cÿa tôi. Các thông tin, sá liáu trong lu¿n án là trung thực và có nguãn gác rõ ràng, cā thể, các trích dẫn theo úng quy ánh. KÃt quÁ nghiên cāu trong lu¿n án là khách quan, trung thực, ch°a từng có ai cơng bá trong bÃt kỳ cơng trình nào khác.

Tác giÁ lu¿n án

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>3. Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cāu ... 3</b>

<b>4. Nßi dung nghiên cāu ... 3</b>

<b>5. Cách ti¿p c¿n và ph°¡ng pháp nghiên cāu ... 3</b>

<b>Ch°¡ng 1: TâNG QUAN NGHIÊN CĀU ĐàA KĀ THU¾T PHĀC VĀXÂY DĀNG CƠNG TRÌNH GIAO THÔNG NGÄM ĐÔ THà ... 8</b>

<b>1.1. Tãng quan vÁ đáa kā thu¿t và cơng trình giao thơng ngÅm đơ thá ... 8</b>

1.1.1. Tång quan về áa kỹ thu¿t ... 8

1.1.2. Tång quan cơng trình giao thơng ngầm ơ thá ... 12

1.1.3. Các ph°¡ng pháp thi công xây dựng công trình giao thơng ngầm ơ thá ... 13

1.1.4. Các vÃn ề áa kỹ thu¿t phát sinh khi thi công xây dựng cơng trình giao thơng ngầm ơ thá ... 17

<b>1.2. Tình hình nghiên cāu đáa kā thu¿t phāc vā xây dāng cơng trình giao thơng ngÅm đơ thá ... 28</b>

1.2.1. Các nghiên cāu trên thÃ gißi ... 28

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

1.2.2. Các nghiên cāu t¿i Viát Nam ... 34

KÃt lu¿n ch°¡ng 1 ... 40

<b>Ch°¡ng 2: Đ¾C ĐIÂM MễI TRõNG A K THUắT THNH PHị H CH MINH</b> ... 41

<b>2.1.Đ¿c điÃm mơi tr°ãng đáa chÃt Thành phß Há Chí Minh ... 41</b>

2.1.1.Đặc iểm áa tầng, áa chÃt Đá tā ... 41

2.1.2. Đặc iểm tính chÃt xây dựng cÿa Ãt á ... 45

2.1.3. Đặc iểm hián t°ÿng áa chÃt áng lực cơng trình ... 55

2.1.4. Đặc iểm áa hình, áa m¿o... 56

2.1.5. Đặc iểm thÿy văn, hÁi văn và áa chÃt thÿy văn ... 58

2.1.6. Đặc iểm khí ỏc hi... 61

<b>2.2. c im hầ thòng k thut khu vāc Thành phß Há Chí Minh ... 61</b>

2.2.1. Khái qt chung về há tháng kỹ thu¿t cÿa Thành phá Hã Chí Minh ... 61

2.2.2. Đánh giá ặc iểm và phân cÃp há tháng kỹ thu¿t Thành phá Hã Chí Minh . 66<b>2.3. Phân khu đáa kā thu¿t khu vāc Thành phß Há Chí Minh phāc vā xây dāng cơng trình giao thơng ngÅm ... 68</b>

2.3.1. Māc ích và ý nghĩa phân khu áa kỹ thu¿t ... 68

2.3.2. Nguyên tÁc phân khu áa kỹ thu¿t ... 68

2.3.3. Tiêu chí phân khu áa kỹ thu¿t ... 69

2.3.4. Ph°¡ng pháp thành l¿p s¡ ã phân khu áa kỹ thu¿t ... 69

2.3.5. KÃt quÁ phân khu áa kỹ thu¿t ... 73

3.1.1. Về ặc iểm quy mơ cơng trình giao thơng ngầm ... 86

3.1.2. Về ặc iểm công nghá thi công các công trình giao thơng ngầm ... 91

<b>3.2. Dā báo các vÃn đÁ đáa kā thu¿t khi thi cơng cơng trình giao thơng ngÅm Thành phß Há Chí Minh ... 93</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

3.2.1. Ph°¡ng pháp tính tốn và lựa chọn phần mềm tính tốn ... 93

3.2.2. Phân tích lựa chọn các mặt cÁt áa kỹ thu¿t ể tính tốn ... 95

3.2.3. Dự báo các vÃn ề áa kỹ thu¿t khi thi công bằng ph°¡ng pháp ào mã ... 97

3.2.4. Ph°¡ng pháp dự báo lún bề mặt khi thi công hầm bằng công nghá TBM ... 109

<b>3.3. Nghiên cāu các y¿u tß Ánh h°ång đ¿n lún bÁ m¿t khi thi cơng đ°ãng hÅm bằng cơng nghÇ TBM ... 114</b>

3.3.1. Ành h°ãng cÿa áp lực g°¡ng ... 114

3.3.2. Phân tích Ánh h°ãng d¿ng kÃt cÃu móng cơng trình Ãn á lún bề mặt ... 116

3.3.3. Ành h°ãng cÿa °áng kính hầm ... 119

3.3.4. Ành h°ãng cÿa chiều sâu ặt hầm Ãn á lún bề mặt ... 124

<b>3.4. ĐÁ xuÃt các giÁi pháp ãn đánh khi thi cơng xây dāng cơng trình giao thơng ngÅm Thành phß Há Chí Minh ... 126</b>

3.4.1. Đái vßi cơng trình giao thơng ngầm thi cơng bằng ph°¡ng pháp ào mã ... 126

3.4.2. Đái vßi cơng trình giao thơng ngầm thi cơng bằng ph°¡ng pháp ào kín ... 130

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

phỏp o hm mòi ca o

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

PGS Phó giáo s°

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

BÁng 1.1. Các ph°¡ng pháp thi công CTGTN khu vực ô thá ... 17

BÁng 1.2. Chuyển vá cho phép cÿa t°áng chÁn Ãt theo DG/TJ08-61-2010 ... 19

BÁng 1.3. Chuyển vá cho phép từng cÃp bÁo vá cơng trình theo DG/TJ08-61-2010 19 BÁng 1.4. Tång hÿp giá trá chuyển vá cho phép ... 19

BÁng 1.5. Các vÃn ề ĐKT phát sinh trong q trình ào hầm ơ thá ... 27

BÁng 1.6. Phân lo¿i Ãt phāc vā xây dựng CTGTN theo Terzaghi ... 30

BÁng 1.7. Đá ån ánh cÿa CTN, cho Ãt dính ... 30

BÁng 1.8. Đá ån ánh cÿa CTN, cho Ãt cát và dăm s¿n theo Terzaghi 1977 ... 30

BÁng 1.9. Phân lo¿i á cÿa Terzaghi 1946 ... 31

BÁng 1.10. Phân lo¿i á theo RQD ... 32

BÁng 2.1. Đáa tầng Đá tā khu vực Thành phá Hã Chí Minh ... 42

BÁng 2.2. Tháng kê tài liáu thu th¿p bå sung ... 45

BÁng 2.3. Thành phần h¿t và ặc tr°ng c¡ lý cÿa các kiểu th¿ch học thuác các phāc há th¿ch học khác nhau ... 53

BÁng 2.4. T°¡ng quan mực n°ßc giāa iểm o trên Kênh Nhiêu Lác, Kênh T¿ vßi tr¿m Nhà bè, Phú An (sơng Sài Gịn) ... 59

BÁng 2.5. Các chß tiêu sÿ dāng Ãt t¿i TP.HCM từ 2018-2021 ... 62

BÁng 2.6. Sá l°ÿng các tòa nhà cao tầng khu vực nái ô TP.HCM ... 63

BÁng 2.7. M¿ng l°ßi °áng bá trên áa bàn TP.HCM ... 63

BÁng 2.8. Há tháng cầu °áng bá trên áa bàn TP.HCM ... 65

BÁng 2.9. Mát sá hầm °áng bá t¿i TP.HCM ... 66

BÁng 2.10. Dián tích giao thông tĩnh trên áa bàn Thành phá 2021 ... 66

BÁng 2.11. Ký hiáu các ¡n vá phân khu ĐKT ... 72

BÁng 2.12. Ma tr¿n t°¡ng tác giāa MTĐC vßi HTKT ... 75

BÁng 2.13. Đặc iểm ĐKT các khu, phā khu và khoÁnh phāc vā xây dựng GTN ... 76

BÁng 3.1. Các tuyÃn °áng sÁt ô thá t¿i TP.HCM theo quy ho¿ch ... 87

BÁng 3.2. So sánh °u và nh°ÿc iểm mơ hình Hardening Soil và Morh Colomb ... 95

BÁng 3.3. Đặc iểm ĐKT t¿i khoÁnh II.A.1 và khoÁnh II.B.1 ... 96

BÁng 3.4. Thông sá áa chÃt ầu vào mơ hình Plaxis ... 98

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

BÁng 3.5. So sánh há sá ån ánh khi ào mã có mái dác CTGTN nằm nông ... 99

BÁng 3.6. So sánh các ph°¡ng án ào hầm mã t¿i khoÁnh II.A.1 ... 101

BÁng 3.7. Thơng sá áa chÃt ầu vào mơ hình Plaxis ... 105

BÁng 3.8. Tång hÿp so sánh các ph°¡ng án ào hầm nông t¿i khoÁnh II.B.1 ... 106

BÁng 3.9. Thơng sá Ãt vào mơ hình ... 110

BÁng 3.10. Thơng sá v¿t liáu bê tơng cÿa vß hầm và thép cÿa khiên chÁn ... 111

BÁng 3.11. Ng°ỡng chuyển vá cho phép các cơng trình bề mặt áp dāng cho các dự án metro t¿i Viát Nam ... 118

BÁng 3.12. So sánh hiáu quÁ bián pháp gia cá há ào ... 128

BÁng 3.13. Tång hÿp các khuyÃn nghá cho hầm nằm nông t¿i khoÁnh II.A.1 và khoÁnh II.B.1 ... 129

BÁng 3.14. Tång hÿp các khuyÃn nghá cho hầm nằm sâu t¿i khoÁnh II.A.1 và khoÁnh II.B.1 ... 130

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Hình 1.1. Mái quan há giāa MTĐKT vßi MTĐC và MTXQ ... 10

Hình 1.2. S¡ ã ào hầm khơng gia c°áng vách (a) và có gia c°áng (b, i) ... 14

Hình 1.3. Các lo¿i khiên ào TBM ... 16

Hình 1.4. S¡ họa chuyển vá cÿa t°áng vây và Ãt nền xung quanh há ào ... 18

Hình 1.5. Phân tích ån ánh dịng thÃm ... 20

Hình 1.6. Hián t°ÿng n°ßc cn theo cát vào trong há móng ... 21

Hình 1.7. Phân tích ån ánh há ào do mÃt cân bằng moment ... 22

Hình 1.8. Phân tích ån ánh há ào do tr°ÿt sâu ... 22

Hình 1.9. Phân tích hián t°ÿng bùng nền do áp lực cÿa tầng n°ßc có áp ... 23

Hình 1.10. Rãnh lún trên °áng hầm ... 25

Hình 1.11. Sāt lún °áng hầm theo chiều thẳng āng ... 25

Hình 1.12. Sự dách chuyển bề mặt theo chiều ngang và sự biÃn d¿ng theo chiều ngang cùng vßi rãnh lún ... 27

Hình 3.1. S¡ ã 8 tuyÃn metro theo quy ho¿ch t¿i TP.HCM ... 86

Hình 3.2. Mặt bằng tuyÃn metro sá 1 BÃn Thành - Suái Tiên ... 88

Hình 3.3. TrÁc dọc tuyÃn metro sá 1 BÃn Thành - Suái Tiên ... 88

Hình 3.4. MCN iển hình cÿa tuyÃn metro sá 1 BÃn Thành - Suái Tiên ... 89

Hình 3.5. Mặt bằng o¿n h¿ ngầm tuyÃn metro sá 1 BÃn Thành - Suái Tiên ... 89

Hình 3.6. TrÁc dọc o¿n h¿ ngầm ... 90

Hình 3.7. MCN iển hình o¿n h¿ ngầm ... 90

Hình 3.8. Niên h¿n xây dựng cÿa các cơng trình dọc tun metro sá 1 ... 91

Hình 3.9. Sá tầng cÿa các cơng trình dọc tuyÃn metro sá 1 ... 92

Hình 3.10. Các lo¿i móng cÿa các cơng trình dọc tun metro sá 1 ... 92

Hình 3.11. KhÁo sát lo¿i kÃt cÃu cÿa các cơng trình dọc tun metro sá 1 ... 93

Hình 3.12. Phân chia l°ßi phần tÿ trong ph°¡ng pháp PTHH ... 94

Hình 3.13. Mặt cÁt áa kỹ thu¿t iển hình t¿i khoÁnh II.A.1 ... 96

Hình 3.14. Mặt cÁt áa kỹ thu¿t iển hình t¿i khoÁnh II.B.1 ... 97

Hình 3.15. Các b°ßc ào hầm ... 105

Hình 3.16. Mặt cÁt áa chÃt tuyÃn metro sá 1 t¿i Km 1+440 ... 109

Hình 3.17. Vá trá các mác o lún trên mặt bằng ... 110

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Hình 3.18. Mơ hình mơ phßng ào °áng hầm trên Plaxis 3D ... 111

Hình 3.19. Mơ phßng các b°ßc tiÃn trong q trình ào hầm ... 112

Hình 3.20. Phå biÃn d¿ng Ãt nền xung quanh và l°ßi biÃn d¿ng bề mặt trong q trình ào hầm ơi ... 112

Hình 3.21. Chuyển vá bề mặt khi ào hầm thā nhÃt (hầm sâu h¡n) ... 113

Hình 3.22. Chuyển vá bề mặt khi ào hầm thā 2 (hầm nơng h¡n) ... 113

Hình 3.23. Ngun lý cân bằng áp lực cÿa máy TBM ... 115

Hình 3.24. S¡ ã khái tr°ÿt tr°ßc mặt g°¡ng ... 115

Hình 3.25. Sự phā thuác cÿa á lún bề mặt theo giá trá áp lực g°¡ng ... 116

Hình 3.26. Mơ hình mơ phßng các lo¿i móng khác nhau ... 117

Hình 3.33. Mơ hình vßi các °áng kính hầm khác nhau t¿i khoÁnh II.B.1 ... 122

Hình 3.34. Biểu ã phā thuác cÿa á lún theo °áng kính hầm t¿i khnh II.B.1 122 Hình 3.35. Đá lún cÿa cơng trình vßi các °áng hầm khác nhau. ... 123

Hình 3.36. Các mơ hình phân tích lún bề mặt vßi các chiều sâu ặt hầm khác nhau t¿i khoÁnh II.A.1 ... 124

Hình 3.37. Biểu ã phā thuác cÿa á lún theo chiều sâu ặt hầm khoÁnh II.A.1. . 125

Hình 3.38. Biểu ã phā thuác cÿa á lún theo chiều sâu ặt hầm khoÁnh II.B.1. .. 125

Hình 3.39. Đá lún cÿa cơng trình vßi các chiều sâu ặt hầm khác nhau. ... 126

Hình 3.40. Mơ hình há ào vßi nền gia cá CDM ... 127

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Thành phá Hã Chí Minh (TP.HCM) là siêu ô thá, nằm trong vùng chuyển tiÃp giāa miền Đông Nam Bá và Đãng bằng sông Cÿu Long (ĐBSCL) vßi dián tích tự nhiên 2.096 km<small>2 </small>và dân sá h¡n 14 triáu ng°ái. Vßi vá trí ặc biát về áa lý, TP.HCM ã, ang và sÁ giā vai trò ầu tàu thúc ẩy phát triển kinh tÃ, xã hái cÁ n°ßc nói chung, vùng kinh tÃ trọng iểm phía Nam nói riêng.

Hián nay, TP.HCM ang phÁi ái dián vßi nhāng há lāy cÿa q trình ơ thá hóa. Sự bùng nå dân sá và ph°¡ng tián cá nhân; chÃt l°ÿng cung āng dách vā v¿n tÁi hành khách công cáng kém, ã gây áp lực lên há tháng c¡ sã h¿ tầng (CSHT) giao thông °áng bá nái ơ, gây h° hßng, xng cÃp cơng trình. Trong khi ó, quỹ Ãt nái ơ ngày càng c¿n kiát, tình tr¿ng giao thông tÁc nghÁn, ng¿p úng, các khu không gian mã, không gian xanh, không gian công cáng bá thu hẹp, ịi hßi viác phát triển phÁi h°ßng tßi khÁ năng t¿n dāng, phát triển song song cÁ chiều cao lẫn chiều sâu cÿa ô thá [12], [15]. Chính quyền ơ thá Thành phá mßi chß t¿p trung phát triển không gian trên mặt Ãt và trên cao, mà ch°a khai thác, sÿ dāng và phát triển không gian ngầm (KGN) ô thá, mặc dù vÃn ề này rÃt °ÿc quan tâm từ chính quyền áa ph°¡ng cũng nh° các nhà nghiên cāu, có thể xuÃt phát từ nguyên nhân khách quan là ã án quy ho¿ch KGN cÿa TP.HCM vẫn ch°a °ÿc phê duyát [1], hián nay chß có Thành phá Hà Nái l¿p và phê duyát Quy ho¿ch chung không gian xây dựng ngầm ô thá trung tâm - Thành phá Hà Nái Ãn 2030, tầm nhìn Ãn 2050 theo QuyÃt ánh sá 913/QĐ-UBND ngày 15.3.2022 [50].

Quy ho¿ch và phát triển KGN là xu h°ßng tÃt u trong phát triển ơ thá cÿa các n°ßc trên thÃ gißi, nh° mát ph°¡ng cách t¿n dāng tài nguyên và h°ßng tßi phát triển bền vāng [15]. Mát ô thá hián ¿i có tỷ lá cơng trình ngầm (CTN) chiÃm khng 20-25% tång sá các d¿ng cơng trình [115]. Trong khi ó, vßi thực tr¿ng ùn tÁc giao thơng, ơ nhißm môi tr°áng ngày càng trầm trọng t¿i các ô thá lßn, trong ó có TP.HCM thì viác quy ho¿ch và phát triển KGN là yêu cầu cÃp thiÃt.

Theo Đề c°¡ng quy ho¿ch không gian xây dựng ngầm TP.HCM [34], KGN

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

khu trung tâm Thành phá sÁ t¿p trung phát triển ch¿y dọc theo 08 tuyÃn metro xuyên tâm, vßi h¡n 73 km o¿n tuyÃn i ngầm và h¡n 72 nhà ga ngầm [28]. Vì thÃ, viác khai thác KGN giā vai trò quan trọng trong quy ho¿ch chung phát triển TP.HCM nhằm giÁi quyÃt các vÃn ề ùn tÁc giao thông, gia tăng dián tích giao thơng ngầm (GTN), kÃt nái các khơng gian tián ích khác nh° i bá, th°¡ng m¿i,&

Nh° v¿y, có thể thÃy, nhu cầu xây dựng KGN cÿa Thành phá trong tr°¡ng lai là rÃt lßn. Để quy ho¿ch và xây dựng KGN nói chung, các cơng trình giao thơng ngầm (CTGTN) nói riêng cÿa TP.HCM hiáu q, u cầu ầu tiên chính là cần có há tháng c¡ sã dā liáu về ặc iểm áa kỹ thu¿t (ĐKT). Các dā liáu về thông tin áa hình và xây dựng bề mặt trong Thành phá ã có, cịn dā liáu ĐKT nh°: ặc iểm áa chÃt cơng trình (ĐCCT); há tháng kỹ thu¿t (HTKT) trên mặt, d°ßi Ãt hián hāu cũng nh° quy ho¿ch,&cần °ÿc khÁo sát, thu th¿p và nghiên cāu thêm ể có °ÿc há tháng dā liáu tháng nhÃt nhằm phāc vā xây dựng các CTGTN cÿa Thành phá.

Thành phá ã có các tài liáu về áa chÃt, áa chÃt thÿy văn (ĐCTV) và ĐCCT ã °ÿc công bá nh°: BÁn ã áa chÃt ơ thá 1/50.000 do Liên ồn BÁn ã Đáa chÃt miền Nam thành l¿p (dự án ã thu th¿p °ÿc h¡n 3000 lß khoan ĐCCT, 470 lß khoan ĐCTV và 52 lß khoan áa chÃt); BÁn ã ĐCCT và ĐCTV tỷ lá 1/50.000 do Liên oàn Quy ho¿ch và Điều tra tài nguyên n°ßc miền Nam thành l¿p, và các tài liáu khác ã °ÿc công bá, iển hình nh° các tài liáu t¿i hái thÁo Quy ho¿ch không gian xây dựng ngầm ô thá TP.HCM do Sã Quy ho¿ch - KiÃn trúc TP.HCM tå chāc,&Tuy nhiên, các tài liáu này hoặc là phāc vā māc ích chung hoặc là phāc vā chÿ yÃu xÿ lý nền Ãt yÃu cho mát sá d¿ng cơng trình khác nhau. Song, nghiên cāu ầy ÿ, có tính há tháng, chuyên sâu về ặc iểm iều kián ĐKT cÿa Thành phá phāc vā xây dựng các CTGTN (các tun metro, nhà ga, hầm chui,...) cịn ch°a có. Do v¿y, ề tài: <Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực Thành phố Hồ Chí Minh

Māc ích nghiên cāu cÿa lu¿n án là ánh giá ặc iểm và phân khu ĐKT, ãng thái tính tốn dự báo các vÃn ề ĐKT phát sinh khi xây dựng CTGTN khu vực TP.HCM.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b>3. Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cāu </b>

- Đái t°ÿng nghiên cāu cÿa lu¿n án là: môi tr°áng ĐKT (MTĐKT) khu vực TP.HCM phāc vā xây dựng CTGTN.

Để ¿t °ÿc các māc ích trên, nái dung lu¿n án t¿p trung nghiên cāu:

- Tång quan về ĐKT (khái niám, nái dung, ái t°ÿng và ph°¡ng pháp nghiên cāu); CTGTN ô thá (khái niám, phân lo¿i, các ph°¡ng pháp thi công và các vÃn ề ĐKT phát sinh khi thi cơng); Tình hình nghiên cāu ĐKT phāc vā xây dựng CTGTN ơ thá trên thÃ gißi và Viát Nam;

HTKT hián hāu và quy ho¿ch cÿa Thành phá liên quan Ãn xây dựng CTGTN; sự t°¡ng tác giāa HTKT vßi các yÃu tá cÿa MTĐC.

- Phân khu ĐKT phāc vā xây dựng các CTGTN cÿa Thành phá; - Tính tốn, dự báo các vÃn ề ĐKT phát sinh khi xây dựng CTGTN; - Đề xuÃt các giÁi pháp Ám bÁo ån ánh khi xây dựng CTGTN TP.HCM.

Lu¿n án tiÃp c¿n theo h°ßng:

- Há tháng: MTĐKT TP.HCM là há tháng gãm ba hÿp phần là hÿp phần kỹ thu¿t, hÿp phần MTĐC và mơi tr°áng xung quanh (MTXQ), chúng có mái t°¡ng quan chặt chÁ vßi nhau. Khi ánh giá ặc iểm ĐKT Thành phá sÁ °ÿc xem xét sự t°¡ng tác giāa các hÿp phần ó h°ßng tßi viác khai thác hÿp lý và bÁo vá MTĐKT.

- KÃ thừa: nghiên cāu, kÃ thừa nhāng kiÃn thāc và tài liáu thực tÃ ã có trong và ngồi n°ßc ể tham khÁo, sÿ dāng trong giÁi quyÃt các nhiám vā cÿa lu¿n án;

- Lý thuyÃt: sÿ dāng các lý thuyÃt cÿa c¡ học Ãt, c¡ học á, ĐCCT ể tìm ra các quy lu¿t c¡ học, phāc vā nghiên cāu lu¿n án;

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

- Thực nghiám: các nghiên cāu lý thuyÃt °ÿc kiểm chāng qua thực nghiám ể minh chāng sự chính xác cÿa các q trình;

- Hián ¿i: āng dāng mơ hình sá ể giÁi qut các bài toán ĐKT trong nái dung lu¿n án ề c¿p.

<b>5.2. Ph°¡ng pháp nghiên cāu </b>

Lu¿n án sÿ dāng tå hÿp các ph°¡ng pháp nghiên cāu:

- Phân tích há tháng: phân chia các hÿp phần trong há tháng MTĐKT, nghiên cāu sự t°¡ng tác giāa chúng về hình thāc, c°áng á t°¡ng tác, các quá trình xÁy ra trong quá trình t°¡ng tác;

- KÃ thừa: thu th¿p, phân tích, tång hÿp và kÃ thừa các tài liáu, các cơng trình nghiên cāu ã °ÿc cơng bá, nhằm phân tích các dā liáu liên quan Ãn ề tài lu¿n án, từ ó phát triển h°ßng nghiên cāu mßi.

- Lý thuyÃt: bå sung nhāng c¡ sã lý thuyÃt mßi trong n°ßc và thÃ gißi về ĐKT trong thi công xây dựng các CTGTN.

- Thực áa: tiÃn hành i thực tÃ t¿i cơng trình ể quan sát, thu th¿p các tài liáu về các CTGTN hián có, ang thi công; các sá liáu quan trÁc ĐKT ã và ang tiÃn hành ã ngoài trái nhằm bå sung sá liáu và nghiên cāu chun sâu phāc vā tính tốn và dự báo các vÃn ề ĐKT khi thi công CTGTN.

- Sÿ dāng mơ hình sá trong tính tốn dự báo các vÃn ề ĐKT phát sinh khi xây dựng CTGTN; có sÿ dāng các phần mềm tính tốn chuyên dāng Plasix 2D, 3D.

CTGTN, khu vực nghiên cāu °ÿc chia thành 2 khu, 4 phā khu và 12 khoÁnh ĐKT. KÃt quÁ phân khu là c¡ sã khoa học phāc vā quy ho¿ch, thiÃt kÃ và thi công các CTGTN d¿ng tun t¿i TP.HCM.

phép khơng lßn h¡n 15mm, trong iều kián ĐKT nh° khoÁnh II.A.1 thì á sâu ặt hầm tái °u  22m vßi °áng kính hầm D f 6m, trong iều kián ĐKT nh° khoÁnh II.B.1 thì á sâu ặt hầm tái °u  15m vßi °áng kính hầm D f 7,0m.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Các óng góp khoa học mßi cÿa lu¿n án bao gãm:

- Lu¿n án ã góp phần vào viác xây dựng c¡ sã lý thuyÃt và ph°¡ng pháp lu¿n nghiên cāu ĐKT.

- Lu¿n án ã nghiên cāu ầy ÿ và há tháng ặc iểm ĐKT khu vực TP.HCM phāc vā xây dựng CTGTN; tiÃn hành phân chia khu vực TP.HCM thành 02 khu, 04 phā khu và 12 khoÁnh ĐKT phāc vā cho thi công xây dựng CTGTN d¿ng tuyÃn.

- Dự báo chi tiÃt và ầy ÿ các vÃn ề ĐKT khi thi công xây dựng CTGTN cho từng khu, phā khu và khoÁnh ĐKT; dự báo và phân tích °ÿc sự biÃn åi cÿa sāt lún mặt Ãt khi thi công °áng hầm bằng ph°¡ng pháp TBM; ãng thái ã ề xuÃt các giÁi pháp ĐKT Ám bÁo ån ánh, phù hÿp vßi viác thi cơng xây dựng các CTGTN khu vực TP.HCM.

KÃt quÁ nghiên cāu cÿa lu¿n án góp phần bå sung c¡ sã khoa học về nái dung và ph°¡ng pháp lu¿n nghiên cāu ặc iểm ĐKT phāc vā xây dựng CTGTN ô thá;

KÃt quÁ nghiên cāu là tài liáu tham khÁo tát ể ánh h°ßng cho cơng tác quy ho¿ch, khÁo sát, thiÃt kÃ và thi công các CTGTN t¿i TP.HCM.

Lu¿n án °ÿc hoàn thành trên c¡ sã các kÃt quÁ học t¿p và nghiên cāu nhiều năm cÿa tác giÁ t¿i Tr°áng Đ¿i học Mß - Đáa chÃt. Lu¿n án sÿ dāng các kÃt quÁ nghiên cāu ã °ÿc công bá cÿa nhiều c¡ quan, tác giÁ khác nhau và tài liáu l°u trā có liên quan Ãn ề tài nghiên cāu, bao gãm:

- Báo cáo tång kÃt ề tài khoa học cÃp TP.HCM: <Nghiên cứu hiệu chỉnh, bổ

<i>nguyên đất vào bÁo vệ môi tr°ờng bền vững= nghiám thu năm 2007, do Nguyßn </i>

Văn Ngà chÿ nhiám ề tài, c¡ quan chÿ trì Sã Tài nguyên và Môi tr°áng TP.HCM. - Báo cáo nghiám thu dự án triển khai khoa học công nghá

<

nghiám thu năm 2010, do TS. Bùi Trần V°ÿng chÿ nhiám dự án, c¡ quan chÿ trì dự án là Liên ồn Quy ho¿ch và Điều tra Tài ngun N°ßc miền Nam;

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

- BÁn ã áa hình; BÁn ã áa chÃt Đá tā; Các tài liáu Đáa m¿o - Tân kiÃn t¿o cÿa TP.HCM do Liên oàn BÁn ã miền Nam sao lāc năm 2021.

- Kỷ yÃu hái thÁo: <Quy ho¿ch không gian xây dựng ngầm ô thá TP.HCM= do Sã Quy ho¿ch kiÃn trúc TP.HCM tå chāc vào tháng 04 năm 2018.

- Tài liáu ThiÃt kÃ kỹ thu¿t dự án xây dựng tuyÃn Metro sá 1 BÃn Thành - Suái Tiên do Liên danh Shimizu-Maeda thực hián năm 2016.

- Lu¿n án thu th¿p, tång hÿp 3.182 hình trā há khoan, 39.372 mẫu Ãt thí nghiám. Trong ó, tång hÿp từ các tài liáu cÿa Liên oàn Quy ho¿ch và Điều tra Tài nguyên n°ßc miền Nam là 3.027 há khoan và 39.087 mẫu Ãt; tång hÿp từ tài liáu cÿa Phân vián KHCN Xây dựng phía Nam và các công ty, c¡ quan khác là 155 há khoan và 285 mẫu Ãt thí nghiám.

- Các tài liáu thu th¿p từ công tác khÁo sát thực áa tuyÃn metro sá 1 BÃn Thành - Suái Tiên.

- Ngoài ra, lu¿n án °ÿc hoàn thành trên c¡ sã l°ÿc khÁo các cơng trình nghiên cāu khoa học cÿa các tác giÁ trong và ngoài n°ßc có liên quan, nhằm kÃ thừa các kÃt q nghiên cāu ã °ÿc công bá phāc vā cho ề tài lu¿n án.

Lu¿n án °ÿc hoàn thành t¿i Bá môn ĐCCT, Khoa Khoa học và Kỹ thu¿t Đáa chÃt, Tr°áng Đ¿i học Mß - Đáa chÃt d°ßi sự h°ßng dẫn khoa học cÿa: PGS.TS Đß Minh Tồn, PGS.TS Ngun Thá Nā.

<i><b>Tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến: </b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

PGS.TS. Đß Minh Tồn, PGS.TS Ngun Thá Nā - các thầy, cơ h°ßng dẫn khoa học và truyền ¿t nhiều kiÃn thāc chun mơn cho tác giÁ trong st q trình thực hián lu¿n án.

PGS.TS Bùi Tr°áng S¡n - Tr°ãng Bá mơn Đáa chÃt cơng trình, TS. Ngun Văn Phóng - Phó tr°ãng Bá mơn ã t¿o iều kián thu¿n lÿi cho nghiên cāu sinh học t¿p, nghiên cāu.

Các c¡ quan: Bá mơn Đáa chÃt cơng trình, Khoa Khoa học và Kỹ thu¿t Đáa chÃt, Phòng Đào t¿o Sau ¿i học, thuác Tr°áng Đ¿i học Mß - Đáa chÃt, Liên ồn Quy ho¿ch và Điều tra Tài ngun n°ßc miền Nam, Liên oàn BÁn ã miền Nam, Phân vián KHCN Xây dựng phía Nam, các Công ty xây dựng trên áa bàn TP.HCM,&ã giúp ỡ chân thành khi tác giÁ thực hián lu¿n án.

Các Nhà khoa học GS. TSKH Ph¿m Văn Tỵ, PGS.TS Nguyßn Huy Ph°¡ng, PGS.TS T¿ Đāc Thánh, PGS.TS Đoàn ThÃ T°áng, PGS.TS Lê Trọng ThÁng, PGS. TSKH Vũ Cao Minh, PGS.TS Đß Ngọc Anh, PGS.TS Trần TuÃn Minh, PGS.TS Nguyßn Đāc M¿nh, TS. Tô Xuân Vu, TS. Ngun ViÃt Tình, TS. Vũ Ngọc Bình,&và các b¿n ãng nghiáp ã có nhiều óng góp và giúp ỡ quý báu ể tác giÁ hoàn thián lu¿n án.

Cuái cùng, tơi xin cÁm ¡n gia ình ã cå vũ tinh thần, óng góp nhiều cơng sāc cho nghiên cāu sinh thực hián lu¿n án.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>Ch°¡ng 1: TâNG QUAN NGHIÊN CĀU ĐàA KĀ THU¾T PHĀC VĀ </b>

Trên thÃ gißi, ĐKT là mát lĩnh vực rÃt ráng bao gãm: ĐKT mơi tr°áng, ĐKT mß, ĐKT xây dựng (ĐKTXD) hay ĐKT cơng trình [65]. Trong ph¿m vi nghiên cāu, lu¿n án chß t¿p trung nghiên cāu về ĐKTXD và gọi tÁt là ĐKT.

ĐKT là mát ngành khoa học thuác lĩnh vực xây dựng. Từ lâu, khái niám này ã °ÿc sÿ dāng ã các n°ßc tiên tiÃn nh° Mỹ và các n°ßc Châu Âu và gần ây ã °ÿc các n°ßc Châu Á nh° Nh¿t BÁn, Hàn Quác, Ân Đá, Thái Lan,...quan tâm. Trong nhāng năm gần ây, Viát Nam ã hình thành thu¿t ngā <Đáa kỹ thu¿t=. Để có cái nhìn khái qt về ĐKT, lu¿n án tång hÿp mát sá khái niám về ĐKT cÿa các tác giÁ trong và ngồi n°ßc nh° sau:

Theo mát sá tác giÁ n°ßc ngồi:

- Tác giÁ D.P. Giles (2005) [65] thì cho rằng: ĐKT là ứng dụng của các ngành

<i>quan khác để xây dựng cơng trình, các ngành công nghiệp khai thác và bÁo tồn, cÁi </i>

<i>đến sự hình thành của các vật liệu này. Mơ hình hóa ứng xử của chúng rất phức t¿p và th°ờng nằm ngoài khÁ năng của các ph°¡ng pháp kỹ thuật vật lý truyền thống. </i>

- Theo Abolfazl Eslami (2020) [53]: <i>ĐKT là ứng dụng có hệ thống của các kỹ </i>

Đái vßi các tác giÁ trong n°ßc:

Theo Nguyßn Thanh và nnk (2009) [38]: MTĐKT CTN là phần trên cùng của

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i>kiến trúc-kiến t¿o, tính chất c¡ lý, điều kiện ĐCTV, các quá trình địa động lực khác </i>

<i>Ánh h°ởng đến quyết định lựa chọn lo¿i hình, quy mơ cũng nh° cơng tác thiết kế, </i>

Theo Ngun Sỹ Ngọc (2015) [20]: ĐKT là một mơn khoa học áp dụng những

<i>ph°¡ng pháp khoa học, các nguyên lý kỹ thuật để giÁi thích và sử dụng các kiến </i>

<i>nghĩa này chß là ánh nghĩa mơn học Đáa kỹ thu¿t. </i>

Nhóm tác giÁ Ngun Văn Túc và nnk (2020) [47] nh¿n ánh ĐKT là chuyên ngành kỹ thu¿t liên quan Ãn lĩnh vực xây dựng, chÿ yÃu nghiên cāu ặc tính xây dựng cÿa đất/đá nền và n°ớc, āng dāng khi thiÃt kÃ nền móng các lo¿i cơng trình xây dựng, sao cho phÁi đÁm bÁo an tồn trong thiết kế-thi cơng và ổn định trong

trình xây dựng, viác sÿ dāng MTĐC phāc vā xây dựng ngầm ch°a °ÿc ề c¿p. Tång hÿp từ các khái niám cÿa các tác giÁ trong n°ßc, tác giÁ T¿ Đāc Thánh (2022) [43] ã ề xuÃt khái niám ĐKT: ĐKT là ngành khoa học thuộc lĩnh vực xây

Nh° v¿y, trên c¡ sã l°ÿc khÁo các khái niám ĐKT cÿa các tác giÁ trong và

<i>ngồi n°ßc, theo quan iểm cÿa cá nhân tác giÁ thì ĐKT là ngành khoa học thuộc </i>

<i>lĩnh vực xây dựng, sử dụng các nguyên lý và ph°¡ng pháp của ĐCCT, c¡ học đất, c¡ học đá và các ngành khoa học khác liên quan, chuyên nghiên cứu sự t°¡ng tác </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<i>Trong ó, MTĐKT là vùng khơng gian có giới h¿n của MTĐC, HTKT và </i>

<i>quá trình c¡, lý, hóa phát sinh do tác dụng t°¡ng tác giữa MTĐC, MTXQ và các </i>

Hình 1.1. Mái quan há giāa MTĐKT vßi MTĐC và MTXQ

Từ s¡ ã hình 1.1 có thể thÃy, về c¡ bÁn MTĐKT bao gãm: MTĐC, HTKT và MTXQ. Trong ó, MTĐC °ÿc các tác giÁ ánh nghĩa nh° sau:

- Theo Sergeev E.M (1979) [101] thì MTĐC °ÿc hiểu là <Nhāng Ãt á và thå nh°ỡng bÃt kỳ phân bá trên mát phần bề mặt cÿa th¿ch quyển. Phần th¿ch quyển này °ÿc nghiên cāu nh° mát há tháng nhiều hÿp phần cháu tác dāng ho¿t áng kinh tÃ cơng trình cÿa con ng°ái dẫn Ãn sự biÃn åi các quá trình áa chÃt tự nhiên và nÁy sinh các q trình áa chÃt mßi. Các q trình áa chÃt mßi phát sinh này làm biÃn åi iều kián ĐCCT lãnh thå xác ánh.

- Đái vßi tác giÁ Ph¿m Văn Tỵ (2020) [49] thì MTĐC là mát phần cÿa môi tr°áng tự nhiên, là phần trên cÿa th¿ch quyển cÃu t¿o từ các thể rÁn, lßng và khí cùng vßi tÃt cÁ các tài ngun chāa trong ó và các tr°áng v¿t lý ván có nó, n¡i c° trú và thực hián các ho¿t áng sáng cÿa lồi ng°ái, n¡i dißn ra tác dāng t°¡ng hß giāa th¿ch quyển vßi khí quyển, thÿy quyển, sinh quyển và quyển kỹ thu¿t.

Nh° v¿y, MTĐKT luôn tãn t¿i sự t°¡ng tác giāa HTKT vßi MTĐC và MTXQ. Tuy nhiên, sự t°¡ng tác cÿa MTXQ th°áng không áng kể (chß xét Ãn tùy

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

tr°áng hÿp cā thể). Quá trình t°¡ng tác này sÁ phát sinh các vÃn ề ĐKT (còn gọi là Tai biÃn ĐKT) - là vấn đề bất lợi phát sinh do t°¡ng tác giữa ho¿t động kinh tế-xây

<i>Các h°ßng khoa học chuyên sâu cÿa ĐKT là ĐKTXD và ĐKT môi tr°áng: </i>

- ĐKTXD nghiên cāu các vÃn ề liên quan Ãn ån ánh cơng trình, phát sinh do tác dāng t°¡ng hß giāa cơng trình vßi MTĐC và các giÁi pháp Ám bÁo ån ánh cho cơng trình.

- ĐKT môi tr°áng nghiên cāu các tai biÃn áa chÃt, tai biÃn ĐKT, khai thác hÿp lý lãnh thå và các giÁi pháp bÁo vá bền vāng MTĐC.

Trong nhiều cơng trình nghiên cāu, ặc biát nái dung cÿa Tiêu chuẩn Eurocode 7 - Geotechnical cÿa Châu Âu (ang °ÿc Bá Xây dựng Viát Nam tham khÁo và biên so¿n thành Tiêu chuẩn Quác gia) [67], cũng nh° t¿i các hái thÁo khoa học trong n°ßc, mà iển hình là Hái thÁo Đáa chÃt cơng trình - Đáa kỹ thu¿t do Bá mơn Đáa chÃt cơng trình - Tr°áng Đ¿i học Mß - Đáa chÃt tå chāc t¿i HÁi D°¡ng vào ngày 21.5.2022, các nhà khoa học ều tháng nhÃt về nái dung nghiên cāu cÿa ĐKTXD bao gãm:

- Đặc iểm MTĐKT (bao gãm các yÃu tá cÿa MTĐC và HTKT trong ph¿m vi xây dựng), kể cÁ MTXQ có liên quan Ãn viác thiÃt kÃ, thi công xây dựng và Ám bÁo sự ån ánh lâu dài cÿa các cơng trình xây dựng. Đãng thái cần phÁi nghiên cāu làm sáng tß các yÃu tá tự nhiên, con ng°ái tác áng làm biÃn åi MTĐC, Ánh h°ãng tßi thi cơng xây dựng các cơng trình.

- Đặc iểm các cơng trình xây dựng về d¿ng, quy mơ, tính chÃt làm viác; mái t°¡ng tác cÿa chúng vßi MTĐC, MTXQ, từ ó dự báo sự mÃt ån ánh cơng trình, thiÃt kÃ các giÁi pháp nền móng nhằm Ám bÁo sự ån ánh lâu dài cÿa cơng trình.

Đái t°ÿng nghiên cāu cÿa ĐKTXD bao gãm:

- MTĐC và HTKT trong mái quan há t°¡ng tác giāa chúng;

- Các ph°¡ng pháp tính tốn thiÃt kÃ nền móng cơng trình, dự báo sự biÃn åi

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

MTĐC khi thi công và khai thác cơng trình, thiÃt kÃ các giÁi pháp phịng cháng các sự cá nền móng Ám bÁo sự ån ánh lâu dài các cơng trình.

- Ph°¡ng pháp kÃ thừa: tham khÁo và sÿ dāng nhāng tài liáu ã có ể phân tích sÿ dāng ánh h°ßng cho công tác nghiên cāu tiÃp theo; áp dāng nhāng thành tựu tiên tiÃn trên thÃ gißi vào nghiên cāu;

- Ph°¡ng pháp thực nghiám trong phịng và ngồi trái: nhằm cung cÃp các thông sá ĐKT phāc vā tính tốn thiÃt kÃ ĐKT;

- Ph°¡ng pháp tính tốn: °ÿc sÿ dāng trong tính tốn thiÃt kÃ nền và móng các cơng trình, dự báo các vÃn ề ĐKTXD;

- Ph°¡ng pháp sá và mơ hình hóa;

- Ph°¡ng pháp phân tích há tháng: °ÿc sÿ dāng ể phân tích làm sáng tß sự t°¡ng quan giāa các u tá cÿa MTĐC, giāa MTĐC vßi HTKT và mát sá u tá khác cÿa MTXQ. Từ ó, lựa chọn mơ hình và ph°¡ng pháp tính tốn phù hÿp.

CTGTN ơ thá là mát d¿ng cÿa CTN, °ÿc bá trí d°ßi bề mặt Ãt, thực hián chāc năng giao thông nh°: °áng tàu ián ngầm, nhà ga tàu ián ngầm, hầm °áng ô tô, hầm cho ng°ái i bá, hầm v°ÿt sông và các CTN phā trÿ kÃt nái [26].

Trong sá các CTN ô thá, CTGTN chiÃm phần lßn và khác nhau về công dāng, s¡ ã quy ho¿ch, vá trí tọa l¿c trong ơ thá, chiều sâu, ph°¡ng pháp xây dựng. Ngoài ra, các CTGTN có thể khác nhau về hình d¿ng, kích th°ßc mặt cÁt, lo¿i v¿t liáu, ặc iểm kÃt cÃu, iều kián thơng gió, chiÃu sáng,&

Theo s¡ ã mặt bằng, có thể chia CTGTN thành hai lo¿i sau [5]:

<i>- Các cơng trình có chiều dài lớn: ó là các °áng hầm có chiều dài lßn h¡n </i>

rÃt nhiều so vßi mặt cÁt thiÃt dián.

<i>- Các cơng trình có chiều dài h¿n chế: phā thuác vào công dāng, các °áng </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

hầm có thể là °áng ô tô, °áng tàu ián ngầm (metro), °áng tàu ián cao tác, °áng cho các d¿ng ph°¡ng tián giao thông ặc biát (°áng tàu có nhiều ray, tàu trên ray từ tr°áng hoặc trên ám khơng khí, các ph°¡ng tián giao thơng khí nén,...). Kể cÁ các lái bá hành hoặc hßn hÿp dành cho các ph°¡ng tián giao thơng khác nhau và ng°ái i bá. Ví dā: theo các mặt cÁt khác nhau cÿa mát tuyÃn ngầm có thể ô tô, tàu ián ngầm, tàu hßa cÿa ô thá và ng°ái i bá di chuyển °ÿc.

- CTN tiÃt dián nhß: bề ngang sÿ dāng l<4m; - CTN tiÃt dián trung bình 4m<l<10m; - CTN tiÃt dián lßn l>10m.

Ngồi ra, trong thi cơng, theo chiều sâu ặt các CTGTN so vßi mặt Ãt có thể phân ra: CTN ặt nơng, bá trí ã á sâu H<small>nơng </small>f 10-12m, và CTN ặt sâu, bá trí ã á sâu H<small>sâu</small> > 10-12m [10]. Theo tác giÁ Nghiêm Hāu H¿nh (2012) [5] thì H<small>nơng </small>f 5-15m (th¿m chí có khi lên Ãn 20m tính từ cát mặt Ãt) và H<small>sâu </small>> 15m,...Tuy nhiên, viác thiÃt kÃ CTN ặt ã á sâu bao nhiêu cũng còn tùy thuác vào tính chÃt cÿa Ãt á thực tÃ khu vực cơng trình ngầm i qua.

Hián nay, có rÃt nhiều ph°¡ng pháp thi cơng CTGTN ơ thá, mßi tác giÁ ều có cách phân chia khác nhau. Trong thi cơng CTGTN, có thể chia thành 03 nhóm ph°¡ng pháp sau [3], [9]: ào mã, ào kín và h¿ chìm. T°¡ng tự, Nguyßn ThÃ Phùng và nnk (2007) [27], Võ Trọng Hùng (2010) [7] cũng ã ề c¿p: tùy thuác vào chiều sâu ặt hầm, có thể chia thành ph°¡ng pháp kín hoặc lá thiên.

Mßi ph°¡ng pháp ều có nhāng °u và nh°ÿc iểm nhÃt ánh và tùy từng iều kián áa chÃt, hián tr°áng, khÁ năng cơng nghá cā thể mà có thể v¿n dāng hÿp lý. Trong ph¿m vi ặc thù cÿa ơ thá TP.HCM, theo quan iểm tác giÁ, có thể áp dāng hai ph°¡ng pháp thi công CTGTN c¡ bÁn là: ào mã và ào kín.

Đây là ph°¡ng pháp cå iển và rÃt phå biÃn, Ãt °ÿc ào lên theo cách lá thiên từ mặt Ãt, t¿o không gian cho CTN, sau thi công Ãt °ÿc Áp l¿i. Ph°¡ng

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

pháp này th°áng °ÿc áp dāng cho các cơng trình dân dāng có móng nơng, °áng hầm giao thông t°¡ng ái ngÁn, ặt nông, phāc vā chāc năng giao thông.

NÃu há ào °ÿc bÁo vá bằng t°áng cừ, Ãt sÁ tác dāng lên t°áng cừ mát áp lực, d°ßi tác dāng cÿa áp lực này t°áng cừ sÁ bá dách chuyển, giá trá dách chuyển ngang cÿa t°áng cừ phā thuác vào nhiều yÃu tá và quan trọng nhÃt là chiều sâu cÿa há ào, á cāng cÿa t°áng cừ, chÃt l°ÿng Ãt nền, thái gian ào Ãt trong há, cách bá trí và thái gian lÁp ặt há cháng ỡ.

Chuyển vá ngang cÿa t°áng cừ gây ra hián t°ÿng lún sāt vùng xung quanh há ào, vì v¿y viác sÿ dāng t°áng cừ ể bÁo vá há ào cần phÁi °ÿc tính tốn và thiÃt kÃ ầy ÿ. Nái dung chính trong tính toán và thiÃt kÃ t°áng cừ là xác ánh á ån ánh cÿa t°áng cừ, thực chÃt là phÁi xác ánh chiều dài cÿa các tÃm cừ, chiều sâu cÿa cừ ngàm trong Ãt, á cāng cÿa cừ và tính tốn các thiÃt bá cháng hoặc neo. Hình 1.2 thể hián các hình thāc cháng khác nhau khi ào mã.

<i><small>1-Hố đào; 2-Kết cấu cơng trình; 3-Hàng rào thi công; 4-Cừ chắn đất; B1-Chiều rộng miệng hố đào; B-Chiều rộng đáy hố đào; B0-Chiều rộng cơng trình; m-mái dốc; Br-Chiều rộng cắm cừ; </small></i>

<i><small>H-Chiều sâu hố đào; Hr-chiều cao cơng trình; h-chiều cao đất đắp </small></i>

Hình 1.2. S¡ ã ào hầm khơng gia c°áng vách (a) và có gia c°áng (b, i) [44]

Theo Nguyßn Bá KÃ (2006) [9], trong ph°¡ng pháp ào mã có thể sÿ dāng máy làm Ãt và máy thi cơng khác nhau vßi māc c¡ gißi hóa cao, làm sát tßi t°áng

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

ngồi cÿa cơng trình hián hāu, thi cơng cháng thÃm cho cơng trình ¡n giÁn và ¿t chÃt l°ÿng h¡n. Ngồi ra, ph°¡ng pháp ào mã có nhiều °u viát khi CTGTN có dián tích mặt bằng ráng và phù hÿp vßi nhāng iều kián áa chÃt:

- Trong nền Ãt có á lăn mã cơi, hay trong sßi s¿n; - Trong Ãt cát bão hịa n°ßc Ãn á sâu 6 - 7m; - Trong Ãt có á ẩm tự nhiên Ãn á sâu 10 - 11m; - Trong Ãt sét u bão hịa n°ßc Ãn á sâu 10 - 12m; - Trong Ãt sét Ãn á sâu 13 - 16m.

Tác giÁ Nguyßn Bá KÃ (2006) [9], Nghiêm Hāu H¿nh (2012) [5] cho rằng, ph°¡ng pháp ào mã cũng có nhāng nh°ÿc iểm và h¿n chÃ, nhÃt là khi thi cơng trong khu vực ơ thá:

- Địi hßi mặt bằng thi cơng ÿ lßn, gây tiÃng ãn, ùn tÁc giao thông;

- Trong Ãt sét yÃu và Ãt bāi, viác ào hầm sÁ bá h¿n chÃ do phÁi duy trì ån ánh vách và áy há, nên thái gian thi công h¿n chÃ;

- Sự h¿n chÃ trong v¿ch tuyÃn khi phÁi bám theo các tuyÃn °áng hián hāu vì nÃu khơng sÁ tác áng Ãn móng các cơng trình hián hāu, gây biÃn d¿ng, giÁm khÁ năng cháu tÁi cÿa chúng;

- Ph°¡ng pháp ào mã bao gãm nhiều công o¿n nh°: ào Ãt, di dái các tián ích kỹ thu¿t, tái l¿p HTKT ơ thá,&nên sÁ phát sinh nhiều sai sót, kéo dài tiÃn á thi cơng và phát sinh chi phí thi cơng;

- Q trình thi cơng cÿa ph°¡ng pháp ào mã sÁ gây chuyển vá Ãt và lún các cơng trình xung quanh hián hāu.

Khi thi công hầm bằng ph°¡ng pháp ào kín, tùy thc ặc iểm cơng trình, iều kián áa chÃt, ĐCTV, có thể áp dāng mát trong các ph°¡ng pháp: mß (khoan nå truyền tháng), khiên ào, NATM (New Australian Tunnelling Method), ph°¡ng pháp ặc biát (giÃng chìm h¡i ép, làm l¿nh, phun vāa, nå ép, hầm dìm) [44].

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

ph°¡ng pháp ào chui, °ÿc áp dāng khi xây dựng °áng hầm có tiÃt dián ngang d¿ng bÃt kỳ, trong hầu hÃt các iều kián ĐCTV. Quá trình xây dựng °áng hầm và các bián pháp kỹ thu¿t gần giáng nh° quá trình ào hầm lị khai thác mß và khống sÁn, th°áng ào hang dẫn, ào mã ráng, cháng ỡ vách hang, å vß hầm, lÁp ặt thiÃt bá và hoàn thián. Ph°¡ng pháp này khơng thích hÿp ào hầm trong ơ thá.

<i>- Thi công hầm theo ph°¡ng pháp khiên đào: °ÿc áp dāng trong nhāng iều </i>

kián ĐCTV phāc t¿p nhÃt, Ãt á mềm u, khơng ån ánh, chiều dài cơng trình lßn, tiÃt dián ngang khơng åi. Ph°¡ng pháp này có thể xem là ph°¡ng pháp ào hầm có sÿ dāng vß cháng c¡ gißi và di áng - gọi là khiên ào, là máy liên hÿp °ÿc trang bá các há tháng c¡ gißi ể ào, bác dỡ Ãt á, lÁp ghép vß hầm, cũng là khung cháng t¿m vāng chÁc, d°ßi sự bÁo vá cÿa khiên, có thể tiÃn hành các cơng viác xây lÁp chính. Ph°¡ng pháp này rÃt thích hÿp cho xây dựng các °áng hầm trong thành phá, n¡i có iều kián áa chÃt phāc t¿p và cơng trình trên bề mặt có m¿t á cao.

Hình 1.3. Các lo¿i khiên ào TBM [81]

Đ°áng kính cÿa máy khoan hầm thơng th°áng 1,7-16m (hián nay °áng kính có thể lên Ãn 22m). Vßi các lo¿i °áng kính nhß (< 2,5-3m), có thể coi là các máy khoan hầm lo¿i nhß (micro-TBM). Lo¿i này th°áng sÿ dāng cho các CTN h¿ tầng

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

kỹ thu¿t, cÃp thốt n°ßc, °áng hầm kỹ thu¿t. Hián nay các hãng chÃ t¿o các máy khoan hầm nåi tiÃng trên thÃ gißi nh°: Herrenknecht, Wirth (Đāc); Lovat (Canada); Robin (Mỹ); E-BERK (Thå Nhĩ Kỳ); Terratec (Australia); SELI Technologies (Italia); EM, Hoban (Hàn Quác) [16].

bao gãm các bián pháp mà viác hình thành Ãt á xung quanh hầm °ÿc liên kÃt thành kÃt cÃu vòm cháng. Do ó, viác liên kÃt này tự bÁn thân nó sÁ trã thành mát phần cÿa kÃt cÃu cháng ỡ. Khi ào hầm, sự cân bằng hián có nguyên thÿy cÿa các lực trong khái á sÁ chuyển sang tình tr¿ng cân bằng mßi, thā cÃp và ån ánh. Điều này chß có thể ¿t °ÿc thơng qua sự kÃ tiÃp cÿa các giai o¿n tr°ßc mặt cùng vßi tiÃn trình phân bå l¿i các āng suÃt a d¿ng. Māc ích cÿa NATM là kiểm sốt °ÿc tiÃn trình chuyển åi này trong khi vẫn cân nhÁc về mặt kinh tÃ và an tồn.

ph°¡ng pháp nå ép,&ang °ÿc áp dāng thÿ nghiám, tuy nhiên ít °ÿc sÿ dāng ái vßi khu vực ơ thá, ngồi ra cịn có ph°¡ng pháp hầm dìm nh° hầm dìm Thÿ Thiêm, TP.HCM.

Nh° v¿y, tùy thuác vào ặc iểm, quy mô, chiều sâu ặt cơng trình, mà āng vßi mßi d¿ng CTGTN sÁ áp dāng ph°¡ng pháp thi công khác nhau. Trên c¡ sã ó, lu¿n án có thể tång hÿp các ph°¡ng pháp thi cơng phù hÿp vßi các d¿ng và quy mô CTGTN khu vực ô thá nh° ã bÁng 1.1.

BÁng 1.1. Các ph°¡ng pháp thi công CTGTN khu vực ơ thá

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

trình xây dựng trên mặt vßi quy mơ và chÿng lo¿i rÃt a d¿ng (cao tầng, thÃp tầng, móng nơng, móng sâu,&), sự hián hāu cÿa HTKT trên cao cũng nh° °ÿc ngầm hóa,&do v¿y q trình thi cơng tiềm ẩn rÃt nhiều rÿi ro, có thể gây Ánh h°ãng Ãn MTXQ cơng trình. Trên c¡ sã ó, lu¿n án khái qt mát sá vÃn ề ĐKT phát sinh khi thi công xây dựng các CTGTN ơ thá.

Khi thi công, vÃn ề ån ánh thành há ào là rÃt quan trọng, bãi vì thành há ào mÃt ån ánh sÁ gây chuyển vá bề mặt Ãt, Ánh h°ãng các cơng trình lân c¿n.

Quy mô và sự phân bå á lún do thi cơng há ào có liên quan Ãn nhiều u tá nh° chÃt l°ÿng thi công, iều kián cÿa Ãt, áp lực n°ßc ngầm, chiều sâu và hình d¿ng hình học cÿa há ào, quy trình ào và há tháng chÁn giā. Hầu hÃt các ph°¡ng pháp phịng ngừa có hiáu quÁ dựa trên c¡ sã các tiÃp c¿n về kinh nghiám và cơng tác o ¿c ngồi hián tr°áng. Dựa trên các giá trá lún cuái cùng quan sát °ÿc, các ph°¡ng pháp theo kinh nghiám có xét Ãn tÃt cÁ các yÃu tá tác áng Ãn á lún cÿa Ãt. Có thể thu °ÿc hai lo¿i trÁc dọc lún sau t°áng chÁn bao gãm:

lo¿i t°áng chÁn hẫng iển hình)

<b>- Lo¿i lún lõm: là á lún bề mặt tái a xÁy ra t¿i khoÁng cách xa so vßi t°áng </b>

chÁn (chÿ yÃu là lo¿i t°áng chÁn iển hình có các neo hoặc thanh cháng).

<i><small>H</small><sub>e </sub><small>- Chiều sâu hố đào; Hp - Chiều dài chân t°ờng chắn ngàm trong đất </small></i>

Hình 1.4. S¡ họa chuyển vá cÿa t°áng vây và Ãt nền xung quanh há ào [70]

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

BÁng 1.2. Chuyển vá cho phép cÿa t°áng chÁn Ãt theo DG/TJ08-61-2010 [62]

s f H H < s f 2H 2H < s f 4H

I II III

- Cơng trình thơng th°áng móng nơng hoặc móng cọc ngÁn, các tián ích quan trọng nh° °áng áng cÃp n°ßc, °áng áng ga, áng n°ßc thÁi

- <i>L°u ý: H là độ sâu đào; s là khoÁng </i>

s f H

H < s f 2H <sup>II </sup>III

BÁng 1.3. Chuyển vá cho phép từng cÃp bÁo vá cơng trình theo DG/TJ08-61-2010 [62]

Khng cách

cơng trình nhß nhÃt (m)

Chiều sâu ào lßn

cơng trình

Chuyển vá ngang cho phép trong t°áng vây

Đá lún

xung quanh

Đái vßi há ào trong cát và mực n°ßc ngầm (MNN) nơng, th°áng xÁy ra hián t°ÿng cát chÁy vào há ào, nguyên nhân liên quan Ãn công tác thiÃt kÃ và thi công:

- Liên quan Ãn thiÃt kÃ: khi chiều dài t°áng chÁn Ãt không ÿ dài, MNN cao,

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

khÁ năng rÃt cao xÁy ra hián t°ÿng cát chÁy vào há ào do dòng thÃm. Để kiểm tra há sá an tồn cÿa dịng thÃm có thể tham khÁo theo tiêu chuẩn Nh¿t BÁn cho hầm thi công bằng ph°¡ng pháp ào mã [76], FOSg 1,5 (FOS - Factor of safety - há sá an toàn). NÃu kÃt q kiểm tra khơng thßa mãn thì có thể tăng chiều dày t°áng chÁn Ãt hoặc có các bián pháp h¿ MNN bên ngoài há ào.

<i><small>h</small><sub>w</sub><small>-Chiều cao cột n°ớc; Db-Chiều sâu chân cừ ngàm vào đất; W-Trọng l°ợng khối đất; ɤw-Trọng l°ợng riêng của n°ớc </small></i>

Hình 1.5. Phân tích ån ánh dịng thÃm [76]

- Ngun nhân do thi cơng: ái vßi các t°áng chÁn Ãt bằng cừ ván thép (cừ Larsen) rÃt dß xÁy ra hián t°ÿng này trong q trình thi cơng, do khơng kiểm sốt tát khiên các me cừ sÁ khơng ăn khßp vßi nhau, nên d°ßi áp lực cÿa n°ßc ngầm, cát chÁy vào trong há ào qua các khe hã này. Các ph°¡ng pháp dùng cọc liền kề hay t°áng vây ôi khi cũng xÁy ra hián t°ÿng này do công tác kiểm sốt chÃt l°ÿng thi cơng khơng tát dẫn tßi nhāng lß thÿng t°áng vây. Mát trong nhāng bián pháp ể khÁc phāc vÃn ề này là phāt vāa ể lÃp chß hã, ngăn cát tiÃp tāc chÁy vào há ào.

Hián t°ÿng cát chÁy vào há ào là vÃn ề nghiêm trọng, gây hián t°ÿng sāt lún Ãt xung quanh há ào và có thể gây nāt, sāp å các cơng trình xung quanh.

Trong q trình thi cơng há ào, viác khÁc phāc hián t°ÿng n°ßc chÁy vào há ào phÁi °ÿc ặc biát l°u ý ể q trình thi cơng °ÿc thu¿n lÿi và Ám bÁo an tồn cho các kÃt cÃu bên trong. N°ßc chÁy vào há ào do hai nguãn chính:

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

- N°ßc mặt: do thi cơng bằng ph°¡ng pháp ào mã, nên khi có m°a, l°ÿng n°ßc m°a có thể chÁy vào há ào. Để tránh hián t°ÿng này, cần bá trí các rãnh thu n°ßc xung quanh há ào ể giÁm bßt l°ÿng n°ßc å vào há ào. Trong há ào cũng t¿o các rãnh và há thu n°ßc ể b¡m c°ỡng bāc l°ÿng n°ßc này ra khßi há ào.

- N°ßc ngầm: ái vßi há ào trong các lßp cát, có MNN cao thì sÁ có l°ÿng lßn n°ßc ngầm ngÃm vào trong há ào. Để Ám bÁo an tồn há ào th°áng sÁ bá trí các giÃng ngầm trong há ào ể h¿ MNN. Sá l°ÿng giÃng, chiều sâu giÃng phÁi °ÿc tính tốn thiÃt kÃ mát cách phù hÿp.

<i><small>a) Văng chống t¿i vị trí cơng trình lân cận; b) Chuyển vị của t°ờng khi đào xuống – 2,5m; c) Chuyển vị của t°ờng khi lắp đặt thanh chống – 2,0m; d) KhÁo sát t¿i vị trí cơng trình lân cận; e) N°ớc cuốn theo h¿t đất mịn và cát và trong hố móng; f) Bố trí các mốc quan trắc trên cơng trình lân cận; </small></i>

- Đẩy trãi do mÃt cân bằng mô-men: là hián t°ÿng khi áp lực chÿ áng gây ra momen l¿t lßn h¡n mơ-men giā từ áp lực bá áng cÿa Ãt bên trong há ào. Hián t°ÿng này cần °ÿc kiểm tra theo các tiêu chuẩn. Để tăng há sá an toàn cho tr°áng hÿp này có thể bá trí sá l°ÿng tầng văng cháng phù hÿp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<i><small>H-Chiều sâu hố đào; D-Chiều sâu chân cừ ngàm vào đất; Pp-Áp lực bị động; Pa-Áp lực chủ động; yp-KhoÁng cách từ áp lực bị động đến tâm xoay; </small></i>

<i>ɤ<small>a-KhoÁng cách từ áp lực chủ động đến tâm xoay</small></i>

Hình 1.7. Phân tích ån ánh há ào do mÃt cân bằng mơ-men [10] Há sá an tồn u cầu cho viác kiểm toán ån ánh há ào do mÃt cân bằng mô-men là FOS g 1,2 [76]

- Phá ho¿i bùng nền do tr°ÿt sâu: há ào trong Ãt yÃu sÁ xÁy ra hián t°ÿng tr°ÿt sâu gây mÃt ån ánh há ào. Phân tích phá ho¿i bùng nền do tÁi trọng Ãt tr°ÿt phía sau t°áng chÁn có thể theo tiêu chuẩn Nh¿t BÁn vßi há sá an tồn tái thiểu yêu cầu FOSg1,5. GiÁi pháp tăng há sá ån ánh tr°áng hÿp này là h¿n chÃ ho¿t tÁi bên c¿nh há ào hoặc kéo dài t°áng chÁn Ãt ể nó ngàm vào trong lßp Ãt tát.

<i><small>H</small><sub>c</sub><small>-Chiều sâu hố đào; Hd-Chiều sâu ngàm cừ trong đất; Hs-KhoÁng cách từ tầng chống cuối cùng đến đáy hố đào; a,b,c,d,e,o-Các điểm của tâm xoay; ω-Góc xoay; qs-Ho¿t tÁi. </small></i>

Hình 1.8. Phân tích ån ánh há ào do tr°ÿt sâu [76]

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

- Bùng nền do áp lực cÿa tầng n°ßc có áp: ây là hián t°ÿng bên trong há ào có mát lßp Ãt sét và bên d°ßi nó là mát lßp cát vßi cát n°ßc có áp cao. D°ßi tác dāng cÿa áp lực cát n°ßc, có thể xÁy ra hián t°ÿng lßp sét phía trên bá phá ho¿i gây mÃt ån ánh há ào. Đây là iều kián quan trọng phÁi kiểm tra trong các bài toán về há ào sâu. Để tránh hián t°ÿng này có thể làm giÁm mực n°ßc d°ßi Ãt xung quanh há ào hoặc gia cá há ào bằng cọc xi măng Ãt (CDM) hoặc khoan phāt vāa. Phân tích theo tiêu chuẩn Nh¿t BÁn, FOSg 1,0

<i><small>B-Chiều rộng hố đào; H-Chiều cao cột n°ớc </small></i>

Hình 1.9. Phân tích hián t°ÿng bùng nền do áp lực cÿa tầng n°ßc có áp [76]

Theo A.B. Hawkin (2005) [52] thì lún mặt Ãt (ground subsidence) là kÃt quÁ cÿa sự lún hoặc sāt xuáng cÿa bề mặt Ãt, là sự biÃn d¿ng cÿa bề mặt áa hình do ho¿t áng xây dựng CTN ơ thá. Khi ó, MTĐC sÁ bá biÃn d¿ng khi ào các hầm trong Ãt và biểu hián bằng sự xuÃt hián các phßu lún trên bề mặt Ãt. Các phßu lún này phát triển theo cÁ chiều dọc và chiều ngang cÿa tuyÃn hầm và kéo theo các biÃn d¿ng dẫn tßi h° hßng cơng trình hián hāu liền kề ã trên và d°ßi mặt Ãt.

Nguyên nhân lún bề mặt: quá trình ào hầm, mặt Ãt ln có xu h°ßng di chuyển vào phía trong do āng suÃt bá giÁm và tác áng bãi nhiều yÃu tá khác nhau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

- MÃt mát bề mặt do giÁm áp lực t¿i mặt (g°¡ng) hầm: các dao cÁt xoáy cÿa khiên ào lÃy v¿t liáu từ mặt hầm và t¿i thái iểm ó áp lực kháng chÃ °ÿc t¿o ra. Mặc dù bá kháng chÃ, nh°ng Ãt mặt có xu h°ßng trãi ra khßi mặt Ãt cÿa khu vực Ánh h°ãng ã phía tr°ßc và xung quanh g°¡ng hầm, dẫn Ãn sự <mÃt mát bề mặt=.

- MÃt mát do khiên ào: do ào hầm to h¡n mát chút t¿i mặt tr°ßc cÿa khiên ào ể thu¿n tián cho khiên ào về phía tr°ßc, ể giÁm nguy c¡ khiên bá kẹt và cho phép lái khiên theo °áng cong. Vì v¿y, hác ào có thể hái tā xung quanh hầm. Thực thể hái tā này phā thuác vào māc á biÃn d¿ng cÿa Ãt so vßi māc á mặt tr°ßc hầm. Vì v¿y, chu vi ào có thể óng mát phần hoặc hồn tồn trên khiên ào.

- MÃt mát do rßng: mÃt mát thể tích do khng hã phía sau i khiên sau khi phun trám vāa phā thuác vào áp lực, thể tích và á chính xác cÿa cơng tác b¡m vào lß rßng phía sau xung quanh lßp vß hầm °ÿc lÁp ặt. Có thể quan sát °ÿc sự hái tā xung quanh hầm °ÿc tăng lên nhiều h¡n.

- M<b>Ãt mát lâu dài do biÃn d¿ng lßp vß sau khi b¡m vāa, gây ra bãi sự truyền </b>

sāc ép quá māc (lo¿i trừ tr°áng hÿp quan sát thÃy āng xÿ cÿa Ãt phā thuác vào thái gian, bá ph¿n này có thể bß qua).

Tång cáng hai lần lún xung quanh hầm °ÿc gọi là <sự mÃt mát thể tích Ãt xung quanh hầm=. Tång mÃt mát tr°ßc hầm và mÃt mát thể tích Ãt xung quanh hầm t¿o ra tång thể tích mÃt mát V<small>L</small>, do kÃt quÁ cÿa công tác ào hầm.

Sự mÃt mát thể tích (hoặc mÃt Ãt bề mặt) °ÿc tính là thể tích Ãt ã °ÿc ào d° thừa quá māc so vßi thể tích ào hầm theo thiÃt kÃ về mặt lý thuyÃt. Nó °ÿc thể hián là phần trăm cÿa thể tích hầm cuái cùng.

Do mÃt mát thể tích, rãnh lún phát triển t¿i bề mặt trong khi tiÃn hành cơng tác ào hầm (hình 1.10). Hình d¿ng cÿa rãnh lún phā thuác vào tính chÃt cÿa Ãt.

Trong các iều kián khơng thốt n°ßc, phần mÃt mát thể tích thể hián thể tích cÿa rãnh lún t¿i bề mặt.

Rãnh lún theo chiều ngang so vßi trāc hầm có thể °ÿc thể hián t°¡ng ái bằng mát °áng cong phân bå Gauss Áo chiều, trong ó kích th°ßc và hình d¿ng

<i>°ÿc xác ánh bằng các thơng sá: mÃt mát thể tích (V<small>L</small></i>) và chiều ráng rãnh lún (K).

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

<i>Trong đó: </i>

<i>x,y,z - trục tọa độ theo ph°¡ng ngang, dọc, thẳng đứng; </i>

Attewell et al (1982) [56] và Rankin (1988) [96] ã tóm tÁt ph°¡ng thāc tiÃp c¿n dựa trên kinh nghiám °ÿc sÿ dāng ráng rãi ể dự oán sự sāt lún theo chiều thẳng āng cÿa phần sát bề mặt và trực tiÃp bề mặt do cơng tác ào hầm gây ra.

Hình 1.11. Sāt lún °áng hầm theo chiều thẳng āng [55]

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

TrÁc dọc lún t¿i mặt Ãt trong mặt cÁt ngang (MCN) ngay d°ßi g°¡ng hầm (mà t¿i ó sự dách chuyển tái a do công tác ào hầm gây ra ã ¿t °ÿc) °ÿc thể hián ái vßi hầm ¡n theo công thāc (1.1) [55]

(

)

(

)

(

) (1.1)

Trong ó:

<i>S:</i>á lún cÿa mát iểm t¿i khoÁng cách theo chiều ngang >y? từ trāc hầm;

<i>S<sub>max</sub>:</i> á lún tái a trên trāc hầm;

<i>V<sub>s</sub>: </i>thể tích rãnh lún theo m ã phía tr°ßc hầm [m<small>3</small>/m], °ÿc tính bằng phần trăm V<small>L</small> cÿa o¿n hầm;

<i>i:</i> thông sá chiều ráng hào cáp °ÿc tính là , vßi >k? là hằng sá khơng có ¡n vá, phā thc vào lo¿i Ãt và >z<small>0</small>? là á sâu cÿa trāc hầm d°ßi mặt Ãt; >i? thể hián vá trí cÿa iểm uán cÿa °áng cong lún, trong ó hào có á dác tái a cÿa nó; nó tách phần võng xuáng khßi phần khu vực cong cÿa °áng cong.

Đái vßi hầm ơi song song, cơng thāc cho sự dách chuyển theo chiều thẳng āng °ÿc thể hián bằng sự xÃp chãng cÿa hai °áng cong lún:

* (

) (

)+

(1.2)

<i>Trong ó L là khoÁng cách giāa trāc cÿa hai áng hầm song song (cùng hoặc </i>

khác cao á).

O?Reilly & New (1982) [92] xác ánh trÁc dọc dách chuyển theo chiều ngang S<small>h </small>theo công thāc (1.3).

<sup> </sup> (1.3) Trong ó:

<i>S:</i> á lún cÿa mát iểm t¿i khoÁng cách theo chiều ngang >y? từ trāc hầm, nh° thể hián trong phần trên;

z<small>0</small>: chiều sâu cÿa trāc hầm d°ßi bề mặt.

Cần l°u ý rằng sự dách chuyển theo chiều ngang tái a xÁy ra t¿i iểm võng cÿa rãnh lún.

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

Hình 1.12. Sự dách chuyển bề mặt theo chiều ngang và sự biÃn d¿ng theo chiều ngang cùng vßi rãnh lún [92]

BiÃn d¿ng theo chiều ngang h t¿i bề mặt tính °ÿc từ S<small>h</small>:

Sự biÃn d¿ng ngang tái a triển khai t¿i (lực ép) và : (lực kéo). Nh° v¿y, khi thi công hầm bằng ph°¡ng pháp ào kín, khÁ năng xÁy ra lún bề mặt là rÃt cao, vÃn ề ặt ra là cần chọn lựa các thơng sá cÿa hầm (°áng kính, á sâu, công nghá thi công,...) hÿp lý ể tån thÃt Ãt sÁ gây ra mát á lún trong ph¿m vi chÃp nh¿n, giÁm thiểu sự biÃn åi bÃt lÿi cho HTKT xung quanh.

Qua phân tích trên, lu¿n án tång hÿp các vÃn ề ĐKT có thể phát sinh khi xây dựng CTGTN khu vực ô thá theo từng ph°¡ng pháp thi công t¿i bÁng 1.5.

BÁng 1.5. Các vÃn ề ĐKT phát sinh trong quá trình ào hầm ô thá

1 Chuyển vá quá māc cÿa t°áng chÁn

2 Cát chÁy vào há ào: do thi công

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

<b>1.2. Tình hình nghiên cāu đáa kā thu¿t phāc vā xây dāng cơng trình giao thơng </b>

Nh° ã phân tích, q trình thi cơng các CTGTN, ặc biát là thi công trong môi tr°áng ô thá, luôn tiềm ẩn nhiều rÿi ro, do bá tác áng bãi nhiều yÃu tá: ặc iểm ĐKT, MTXQ, mặt bằng thi công, công nghá thi công,&Do v¿y, ặc iểm ĐKT phāc vā thi công CTGTN là ái t°ÿng °ÿc nhiều nhà khoa học trên thÃ gißi quan tâm nghiên cāu. Nhìn chung, các nghiên cāu t¿p trung theo các h°ßng chính:

Mát sá tác giÁ ã nh¿n ánh các u tá cÿa MTĐC óng vai trị quan trọng trong công tác khÁo sát, thiÃt kÃ, thi công các CTGTN [72], [73], [75], bãi vì khác vßi các lo¿i cơng trình khác, trong CTGTN, Ãt và á khơng chß cháu tÁi, mà cịn là mơi tr°áng bÁo vá cơng trình. D°ßi mát khía c¿nh nào ó, có thể xem Ãt, á xung quanh CTGTN là nguãn v¿t liáu xây dựng t°¡ng tự nh° sÁt thép, bê tông trong các d¿ng cơng trình khác [78].

Salma Akter và nnk, 2018 [99] cho rằng: các thông tin về MTĐC °ÿc sÿ dāng làm há tháng dā liáu c¡ sã ể mơ tÁ iều kián d°ßi bề mặt Ãt, n¡i cơng trình hián hāu. Tuy nhiên, các CTGTN th°áng là cơng trình d¿ng tun, kéo dài, phân bå ã nhiều á sâu khác nhau, nên há tháng dā liáu về MTĐC phÁi có sự khác biát trong viác lựa chọn các yÃu tá áa chÃt [79], [83], [84], nhằm xây dựng há tháng c¡ sã dā liáu ĐKT. Tuy nhiên, theo J.L. van Rooy (2001) [77] ã °a ra nh¿n ánh các yÃu tá cÿa MTĐC khu vực cần thiÃt phÁi °ÿc hiểu toàn dián và ầy ÿ theo cÁ ba chiều, khơng chß dọc theo các tun cơng trình mà cịn phÁi cÁ theo các MCN cơng trình, nhằm phÁn ánh chính xác cÃu t¿o áa chÃt t¿i khu vực xây dựng cơng trình và các khu vực lân c¿n, ãng thái phán oán khÁ năng phân bá theo dián và theo chiều sâu các yÃu tá áa chÃt, ĐCTV bÃt lÿi.

Ngoài yÃu tá áa chÃt, iều kián ĐCTV cũng có ý nghĩa quan trọng không nhāng trong thiÃt kÃ, thi công, mà cịn trong q trình khai thác các CTGTN. MNN d°ßi Ãt dâng cao do n°ßc mặt hoặc áp lực n°ßc ngầm, n°ßc thốt từ các ngn và n°ßc trong Ãt, n°ßc chÁy dị từ các tun áng dẫn n°ßc,&có thể gây nên sự ẩy

</div>