Tóm tắt: Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm

Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thông ngầm.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VÕ NHẬT LUÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA KỸ THUẬT KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN GIAO THÔNG NGẦM Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 9520501 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT HÀ NỘI, 2023 Cơng trình hồn thành Bộ mơn Địa chất cơng trình, Khoa Khoa học Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Minh Toàn PGS.TS Nguyễn Thị Nụ Phản biện 1: GS.TS Đỗ Minh Đức Trường ĐH Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Châu Lân Trường ĐH Giao thông vận tải Phản biện 3: PGS.TS Hoàng Việt Hùng Trường ĐH Thủy Lợi Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp trường, họp Trường Đại học Mỏ - Địa chất, phường Đức Thắng, quận Bắc Từ Liêm, Thành phố Hà Nội vào hồi …giờ, ngày….tháng….năm 2023 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) phải đối diện với hệ lụy trình thị hóa, gây q tải sở hạ tầng giao thông đường đô thị Quỹ đất nội đô ngày cạn kiệt, cần hướng tới khả phát triển song song chiều cao lẫn chiều sâu đô thị Trong tương lai, không gian ngầm (KGN) trung tâm Thành phố tập trung phát triển chạy dọc theo tuyến metro xuyên tâm, với 73 km đoạn tuyến ngầm 72 nhà ga ngầm, chứng tỏ nhu cầu xây dựng KGN Thành phố lớn Để phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế, xây dựng KGN Thành phố, cần có hệ thống sở liệu đặc điểm địa kỹ thuật (ĐKT) Thành phố có Bản đồ địa chất thị; Bản đồ địa chất cơng trình (ĐCCT) Bản đồ địa chất thủy văn (ĐCTV) tỷ lệ 1/50.000 số tài liệu liên quan khác Tuy nhiên, tài liệu phục vụ mục đích chung phục vụ chủ yếu xử lý đất yếu cho số dạng cơng trình khác Song, nghiên cứu đầy đủ, có tính hệ thống, chun sâu đặc điểm điều kiện ĐKT Thành phố phục vụ xây dựng CTGTN (các tuyến metro, nhà ga, hầm chui, ) cịn chưa có Do vậy, đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực Thành phố Hồ Chí Minh phục vụ phát triển giao thơng ngầm” cấp thiết Mục đích nghiên cứu Mục đích luận án đánh giá đặc điểm phân khu ĐKT, tính tốn dự báo vấn đề ĐKT phát sinh xây dựng cơng trình giao thơng ngầm (CTGTN) khu vực TP.HCM Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: môi trường ĐKT (MTĐKT) khu vực TP.HCM phục vụ xây dựng CTGTN Phạm vi nghiên cứu: đánh giá đặc điểm ĐKT liên quan đến xây dựng CTGTN đô thị (dạng tuyến) TP.HCM, phân bố đến chiều sâu vùng tương tác CTGTN với môi trường địa chất (MTĐC) Nội dung nghiên cứu - Tổng quan ĐKT CTGTN; Tình hình nghiên cứu ĐKT phục vụ xây dựng CTGTN thị giới Việt Nam; - Đánh giá đặc điểm ĐKT TP.HCM: MTĐC, hệ thống kỹ thuật (HTKT) tương tác HTKT với yếu tố MTĐC - Phân khu ĐKT phục vụ xây dựng CTGTN Thành phố; - Dự báo vấn đề ĐKT phát sinh xây dựng CTGTN; - Đề xuất giải pháp đảm bảo ổn định xây dựng CTGTN Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng tổ hợp phương pháp nghiên cứu: - Phân tích hệ thống: phân chia hợp phần hệ thống MTĐKT, nghiên cứu tương tác chúng; - Kế thừa: thu thập, phân tích, tổng hợp kế thừa tài liệu, cơng trình nghiên cứu công bố - Lý thuyết: bổ sung sở lý thuyết nước giới ĐKT thi công xây dựng CTGTN - Thực địa: thực tế tuyến metro số nhằm bổ sung số liệu phục vụ tính tốn dự báo vấn đề ĐKT thi công CTGTN - Sử dụng mơ hình số phần mềm Plasix 2D, 3D Luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: vào đặc điểm ĐKT quan điểm phục vụ xây dựng CTGTN, khu vực nghiên cứu chia thành khu, phụ khu 12 khoảnh ĐKT Kết phân khu sở khoa học phục vụ quy hoạch, thiết kế thi công CTGTN dạng tuyến TP.HCM Luận điểm 2: thi công đường hầm TBM, để độ lún giới hạn cho phép không lớn 15mm, điều kiện ĐKT khoảnh II.A.1 độ sâu đặt hầm tối ưu  22m với đường kính hầm D ≤ 6m, điều kiện ĐKT khoảnh II.B.1 độ sâu đặt hầm tối ưu  15m với đường kính hầm D ≤ 7,0m Các đóng góp khoa học luận án - Luận án góp phần vào việc xây dựng sở lý thuyết phương pháp luận nghiên cứu ĐKT; - Luận án tiến hành phân chia khu vực TP.HCM thành 02 khu, phụ khu 12 khoảnh ĐKT phục vụ thi công CTGTN dạng tuyến; - Dự báo phân tích biến đổi sụt lún mặt đất thi công đường hầm phương pháp TBM; đề xuất giải pháp ĐKT đảm bảo ổn định thi công xây dựng CTGTN khu vực TP.HCM Ý nghĩa khoa học thực tiễn Góp phần bổ sung sở khoa học nội dung phương pháp luận nghiên cứu đặc điểm ĐKT phục vụ xây dựng CTGTN đô thị; Tài liệu tham khảo tốt để định hướng cho quy hoạch, khảo sát, thiết kế thi công CTGTN TP.HCM Cơ sở tài liệu Sử dụng tài liệu Liên đoàn Quy hoạch Điều tra Tài nguyên Nước miền Nam; Phân viện KHCN Xây dựng phía Nam công ty, quan khác cung cấp với 3.182 hình trụ hố khoan, 39.372 mẫu đất thí nghiệm; Tài liệu Thiết kế kỹ thuật tuyến metro số Các tài liệu thu thập từ công tác khảo sát thực địa tuyến metro nhiều tài liệu liên quan khác 10 Cấu trúc luận án Nội dung luận án gồm chương minh họa 37 bảng số liệu, 56 hình vẽ đồ thị, phụ lục tính tốn với cơng trình nghiên cứu công bố danh mục 118 tài liệu tham khảo Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỊA KỸ THUẬT PHỤC VỤ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG NGẦM ĐƠ THỊ 1.1 Tổng quan địa kỹ thuật cơng trình giao thông ngầm đô thị 1.1.1 Tổng quan địa kỹ thuật Khái niệm ĐKT: sở lược khảo khái niệm ĐKT tác giả nước, tác giả đề xuất ĐKT ngành khoa học thuộc lĩnh vực xây dựng, sử dụng nguyên lý phương pháp ĐCCT, học đất, học đá ngành khoa học khác liên quan, chuyên nghiên cứu tương tác yếu tố MTĐKT Trong đó, MTĐKT vùng khơng gian có giới hạn MTĐC, HTKT môi trường xung quanh (MTXQ), nơi diễn hoạt động kinh tế-xây dựng người với trình cơ, lý, hóa phát sinh tác dụng tương tác MTĐC, MTXQ hoạt động xây dựng công trình Hình 1.1: Mối quan hệ MTĐKT với MTĐC MTXQ MTĐKT tồn tương tác HTKT với MTĐC MTXQ Quá trình tương tác phát sinh vấn đề ĐKT - vấn đề bất lợi phát sinh tương tác hoạt động kinh tế-xây dựng người, MTĐC MTXQ Các vấn đề ĐKT gây ổn định cơng trình làm suy thoái MTĐC, ảnh hưởng xấu đến hoạt động sống người Nội dung nghiên cứu ĐKT: - Đặc điểm MTĐKT có liên quan đến thiết kế, thi công đảm bảo ổn định lâu dài cơng trình xây dựng (CTXD); - Đặc điểm CTXD dạng, quy mơ, tính chất làm việc; mối tương tác chúng với MTĐC, MTXQ, dự báo ổn định cơng trình, thiết kế giải pháp móng đảm bảo ổn định cơng trình Đối tượng nghiên cứu địa kỹ thuật xây dựng (ĐKTXD): - MTĐC HTKT mối quan hệ tương tác chúng; - Các phương pháp tính tốn thiết kế móng, dự báo biến đổi MTĐC thi cơng khai thác cơng trình, thiết kế giải pháp phịng chống cố móng đảm bảo ổn định lâu dài cơng trình Các phương pháp sử dụng nghiên cứu ĐKTXD: Phương pháp kế thừa; Thực nghiệm; Tính tốn; Phương pháp số mơ hình hóa; Phương pháp phân tích hệ thống 1.1.2 Tổng quan cơng trình giao thơng ngầm thị Khái niệm CTGTN đô thị: dạng CTN, bố trí bề mặt đất, thực chức giao thông như: đường tàu điện ngầm, nhà ga tàu điện ngầm, hầm đường ô tô, hầm cho người bộ, hầm vượt sông CTN phụ trợ kết nối Phân loại CTGTN đô thị: Sơ đồ mặt (cơng trình có chiều dài lớn hạn chế); Kích thước tiết diện ngang (CTN tiết diện nhỏ; trung bình lớn); Chiều sâu đặt cơng trình (CTN nông sâu) 1.1.3 Các phương pháp thi công xây dựng CTGTN đô thị Phương pháp đào mở: đất đào lộ thiên, tạo không gian cho CTN, sau thi công đất đắp lại, áp dụng cho công trình dân dụng móng nơng, đường hầm giao thơng ngắn, đặt nơng Phương pháp đào kín: bao gồm phương pháp: khoan nổ truyền thống, khiên đào, NATM, phương pháp đặc biệt (giếng chìm ép, làm lạnh, phun vữa, nổ ép, hầm dìm) 1.1.4 Các vấn đề ĐKT phát sinh thi công CTGTN đô thị a Đối với thi công phương pháp đào mở : Ổn định thành hố đào chuyển vị cơng trình lân cận; Cát chảy vào hố đào; Nước chảy vào hố đào; Ổn định đáy hố đào b Đối với thi công phương pháp đào ngầm Vấn đề sụt lún mặt đất: kết lún sụt bề mặt đất, biến dạng bề mặt địa hình hoạt động xây dựng CTN thị 1.2 Tình hình nghiên cứu ĐKT phục vụ xây dựng CTGTN đô thị 1.2.1 Các nghiên cứu giới - Các nghiên cứu MTĐC: nhiều tác giả cho yếu tố MTĐC đóng vai trị quan trọng xây dựng CTN như: Hashash (1992), Hai-Min Lyu nnk (2019), Salma Akter nnk (2018), Jinchun Chai nnk (2020),…Trong đó, Estanislao Pujades nnk (2015), Xiaokang Zheng (2020) nhận định điều kiện ĐCTV, động thái nước đất phải dự báo cẩn trọng yếu tố gây nhiều khó khăn q trình thi cơng CTGTN - Các nghiên cứu đặc trưng lý đất đá: Anatoliy Grigoryevich nnk (2019), thông số kỹ thuật đất độ bền, tính biến dạng tính thấm, đặc tính ứng xử yếu tố cần xem xét thi công CTGTN Terzaghi (1950) đề xuất hệ thống phân loại đất phục vụ xây dựng CTGTN dựa đặc điểm ứng xử đất Ngoài ra, Terzaghi (1977) đánh giá ổn định CTN, cho đất cát dăm sạn Peck (1969), đánh giá số ổn định CTN loại đất dính Đối với đá, Terzaghi (1946 ) phân loại khối đá dựa yếu tố bất lợi xây dựng CTN Don U Deer (1960), đề xuất số RQD đánh giá chất lượng đá thông qua tỷ lệ lấy lõi khoan đá Bieniawski (1976) đề xuất phương pháp đánh giá chất lượng cường độ khối đá theo RMR Ngoài ra, Barton (1974) đề xuất phương pháp phân loại đá theo Q - Các nghiên cứu tính toán dự báo ổn định CTGTN: tác giả quan tâm vấn đề sụt lún mặt đất thi công CTN Các tác giả Z H Xu (2018), Wong, K.S (2009), Xia Bian et al (2016), G.A Pittaro (2017), E Karimzade (2017), B Butchibabua (2019), Takao Kono nnk (2020), Baolin Hu nnk (2019), Minoru Kuriki (2020), S Goodarzi et al (2020),…nhận định việc đào hầm ảnh hưởng đến cấu trúc liền kề, cần phải ngăn chặn chuyển vị tường chắn đất Trong đất sét yếu, việc cải tạo thường áp dụng để giảm dịch chuyển tường chắn đất Nhìn chung, chưa có cơng trình nghiên cứu cách hệ thống, đầy đủ nội dung đặc điểm ĐKT quan điểm phục vụ xây dựng CTGTN đô thị 1.2.2 Các nghiên cứu Việt Nam - Các nghiên cứu MTĐC: Nguyễn Thế Phùng nnk (2004), Đỗ Ngọc Anh nnk (2018) cho ổn định khối địa tầng điều kiện quan trọng xây dựng CTGTN Nguyễn Ngọc Dũng (2018), Lê Đầm Ca nnk (2020), Nguyễn Quang Phích (2020) nhận định mực nước ngầm ảnh hưởng lớn đào hầm - Các nghiên cứu đặc trưng lý đất đá: Nguyễn Sỹ Ngọc nnk (2018) cho phải nghiên cứu trạng thái ứng suất đá nằm xung quanh CTN, phụ thuộc vào dạng tiết diện CTN Nguyễn Thị Nụ nnk (2020), nhận định thi công tuyến metro Nhổn - ga Hà Nội, cần xác định độ mài mịn cát sỏi ảnh hưởng đến độ mịn thiết bị hiệu suất đào - Các nghiên cứu tính tốn dự báo ổn định CTGTN: Tác giả Đoàn Thế Tường (2012) khuyến cáo xây dựng tàu điện ngầm TBM cần chọn lựa thông số hầm (đường kính, độ sâu, cơng nghệ thi cơng, ) hợp lý nhằm giảm thiểu biến đổi bất lợi cho cơng trình MTXQ Nguyễn Văn Hiến (2019), Phạm Huy Giao nnk (2020), Đỗ Minh Ngọc nnk (2020), Đỗ Ngọc Thái (2020) tính tốn sụt lún mặt đất thi công CTN TBM Đối với TP.HCM, tác giả Võ Minh Quân (2017), Lê Bảo Quốc (2019), Huỳnh Quốc Thiên (2020), Nguyễn Trung Hiếu nnk (2020), Võ Nhật Luân nnk (2021), tính tốn lún bề mặt thi cơng tàu điện ngầm Kết quả, độ lún bề mặt thi công hầm TBM phụ thuộc vào áp lực gương đào, đường kính chiều sâu đặt hầm Như vậy, Việt Nam nói chung, TP.HCM nói riêng, chưa có cơng trình nghiên cứu nghiên cứu cách đầy đủ đặc điểm ĐKT phục vụ xây dựng CTGTN Các nghiên cứu chủ yếu tập trung đánh giá tác động cơng trình mặt thi cơng hầm Do vậy, tác giả sâu nghiên cứu đặc điểm ĐKT tính tốn dự báo vấn đề ĐKT phát sinh thi công CTGTN khu vực TP.HCM Chương 2: ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG ĐỊA KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2.1 Đặc điểm mơi trường địa chất Thành phố Hồ Chí Minh 2.1.1 Đặc điểm địa tầng, địa chất Đệ tứ Các phức hệ thạch học chủ yếu là: - Trầm tích biển mQ22-3: cát mịn, trạng thái xốp, bão hịa; - Trầm tích hỗn hợp sơng-biển-đầm lầy ambQ22-3: bùn sét, bùn sét pha, xám nâu, xám đen; sét, sét pha, dẻo mềm - dẻo cứng; - Trầm tích hỗn hợp sơng-biển amQ21-2: Sét, sét, đơi chỗ lẫn sạn; Cát hạt mịn-trung; - Trầm tích hỗn hợp sông-biển amQ13: sét dẻo mềm-cứng; cát bão hịa nước, trạng thái dẻo; cát trung-thơ, chặt vừa, bão hịa nước; - Trầm tích hỗn hợp sơng-biển amCMQ12-3: sét, sét, nửa cứngcứng, đôi chỗ chảy-dẻo chảy; cát, cát mịn-trung, chặt vừa; - Phức hệ thạch học trầm tích hỗn hợp sơng-biển amCMQ11: Sét, sét, dẻo mềm-dẻo cứng; cát, cát xốp-chặt vừa, bão hòa nước 2.1.2 Đặc điểm tính chất xây dựng đất đá Luận án dựa vào đồ ĐCCT khu vực TP.HCM tỷ lệ 1/50.000, nhận thấy tính chất xây dựng đất chủ yếu gặp dạng: - Đất có chất lượng xây dựng bao gồm sét, sét dẻo cứng, gặp có dẻo mềm (3/4 diện tích phân bố dạng phức hệ thạch học amQ13) Đất nằm mặt, bề dày trung bình 20m, phức hệ thạch học sét, sét, cát nguồn gốc sông-biển Pleistocene trung-thượng (amQ12-3), nghèo nước đất - Đất yếu gồm loại: sét, sét trạng thái chảy, dẻo chảy (chiểm ¾ diện tích ); cát hạt mịn-trung chứa nước có áp, đa phần trầm tích đại Q2, nguồn gốc sơng biển đầm lầy sông biển, gặp mặt, bề dày từ 10-30m, trung bình phổ biến 18m 2.1.3 Đặc điểm tượng địa chất động lực cơng trình Các tượng địa chất động lực cơng trình ảnh hưởng tới xây dựng CTGTN gồm sụt lún mặt đất cát chảy 2.1.4 Đặc điểm địa hình, địa mạo Theo hình thái nguồn gốc thành tạo, tác giả phân chia địa hình, địa mạo TP.HCM thành kiểu chính: Đồi thấp bóc mịn xâm thực; Đồng tích tụ; Đầm lầy trũng thấp tích tụ ven sông biển 2.1.5 Đặc điểm thủy văn, hải văn địa chất thủy văn Thủy văn: TP.HCM có hệ thống sơng chảy qua sơng Đồng Nai, sơng Sài Gịn có hệ thống kênh rạch với tổng chiều dài khoảng 55 km phục vụ tiêu nước Đặc điểm hải văn: TP.HCM có 123km đường bờ biển, chế độ bán nhật triều không 11 vực có MĐXD thấp so với khu vực có HTKT mức độ Nơi khơng tổ hợp nhiều dạng CTXD khu vực có HTKT mức độ 1, CTXD có quy mơ nhỏ, cấp thấp, chủ yếu sử dụng móng nơng móng cọc ma sát tiết diện nhỏ, chiều sâu đặt móng nhỏ Việc xây dựng CTGTN tiến hành nhờ di chuyển cơng trình lân cận có giải pháp thi công hợp lý nhằm đảm bảo ổn định cơng trình lân cận - HTKT đánh giá “Ít khó khăn cho xây dựng CTGTN” - Mức độ 3: khu vực chiếm 54,5% diện tích đất nơng nghiệp Thành phố, khu vực có MĐXD, dạng CTXD quy mơ hạng mục kỹ thuật thấp, chủ yếu sử dụng móng băng, chiều sâu đặt móng nhỏ, chưa có nhiều CTXD, nên đa phần khơng cần tính tốn sử dụng giải pháp ĐKT đặc biệt thiết kế thi công CTGTN 2.3 Phân khu ĐKT TP.HCM phục vụ xây dựng CTGTN 2.3.1 Mục đích phân khu địa kỹ thuật - Phục vụ tính tốn dự báo định lượng vấn đề ĐKT thi công CTGTN dạng tuyến Thiết kế, thi công giải pháp ĐKT đảm bảo ổn định bền vững cho CTGTN dạng tuyến 2.3.2 Nguyên tắc phân khu địa kỹ thuật Các đơn vị phân khu từ cao xuống thấp: Khu; Phụ; Khoảnh ĐKT 2.3.3 Tiêu chí phân khu địa kỹ thuật - Khu ĐKT dựa vào đặc điểm tính xây dựng đất đá; - Phụ khu ĐKT dựa vào đặc điểm nước đất đặc điểm phát sinh vấn đề ĐKT; - Khoảnh ĐKT dựa vào đặc điểm điều kiện thi công CTGTN dạng tuyến (HTKT) 2.3.4 Phương pháp thành lập sơ đồ phân khu địa kỹ thuật 1) Phương pháp chỉnh lý số liệu thu thập Tham khảo TCVN 9153:2012 Cơng trình thủy lợi - Phương pháp chỉnh lý kết thí nghiệm mẫu đất 2) Kỹ thuật thành lập sơ đồ phân khu ĐKT Sơ đồ phân phân khu ĐKT xây dựng đồ địa chất Đệ tứ tỷ lệ, thể đầy đủ vị trí, diện phân bố đơn vị khu, phụ phu khoảnh ĐKT Ký hiệu phân khu ĐKT bảng 2.12 12 Bảng 2.11: Ký hiệu đơn vị phân khu ĐKT STT Khu Ký hiệu Mô tả Ký hiệu Phụ khu Mô tả Khoảnh Ký hiệu Mô tả Khoảnh I.A.1 Khu I: thuận lợi cho thi công xây dựng giao thông ngầm Phụ khu I.A: đất tốt đất dính trạng thái dẻo mềm đến cứng Khoảnh I.A.2 Khoảnh I.A.3 Khoảnh I.B.1 Phụ khu I.B: đá gốc lộ mặt Khoảnh I.B.2 Khoảnh I.B.3 Khoảnh II.A.1 Khu II: không thuận lợi cho thi công xây dựng giao thông ngầm Phụ khu II.A: đất yếu đất dính trạng thái dẻo chảy đến chảy Khoảnh II.A.2 Khoảnh II.A.3 Khoảnh II.B.1 Phụ khu II.B: đất yếu cát gặp nước đất Khoảnh II.B.2 Khoảnh II.B.3 2.3.5 Kết phân khu ĐKT Bảng 2.13: Đặc điểm ĐKT khu, phụ khu khoảnh phục vụ xây dựng GTN Khu Phụ khu I.A Khoảnh Phạm vi phân bố I.A.1 Rải rác Củ Chi, Hóc Mơn, Bình Chánh, Tân Bình, Bình Thạnh, Q6, I.A.2 Chiếm phần lớn Củ Chi, gặp rải rác Hóc Mơn, Gị Vấp, Thủ Đức I.A.3 Ở huyện Củ Chi, Bình Chánh, rải rác Q9 I Phía Đơng Bắc Q9 I.B II.A.1 II.A II.A.2 II.A.3 II II.B.1 II.B II.B.2 II.B.3 Đất đá Đặc điểm đường ngầm nước qua đất Ngầm nông Thuận lợi, ý vấn đề ĐKT: trượt thành hố móng, ổn định nền, khơng nghiêm trọng Thuận lợi, ý vấn đề Sét, sét, ĐKT: trượt thành hố móng, trạng thái Nghèo ổn định nền, lưu ý cơng dẻo mềm đến nước trình sử dụng móng cọc cắm cứng sâu 12-15m Thuận lợi, ý vấn đề ĐKT: trượt thành hố móng, ổn định nền, điều kiện thi công tương đối thuận lợi Khơng phát sinh vấn đề ĐKT Đá có tuổi Khơng có thi cơng, cơng tác J3-K1 nước đào gặp khó khăn Rải rác Hóc Mơn, Bình Chánh, Q1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, Bình Thạnh, Gị Vấp, Nhà Bè, Thủ Bùn sét, bùn Đức sét, bùn Rải rác Củ Chi, cát, sét, sét Bình Chánh, Gị trạng thái Vấp, Tân Bình, Nhà chảy đến dẻo Bè, Q9 chảy Phần lớn diện tích Cần Giờ, phía Nam Củ Chi, Hóc Mơn, Q12, Bình Chánh, Q9, Nhà Bè Ở Q1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, TP Thủ Đức, phân nhỏ phía Nam Cần Giờ, Hóc Mơn, Củ Chi Cát hạt mịn thô, trạng Một phần nhỏ Củ thái xốp đến Chi, Hóc Mơn chặt vừa Ở Đơng Bắc Củ Chi, phần nhỏ Hóc Mơn, phía Nam, Đơng Nam Cần Giờ Mức độ thuận lợi, khó khăn thi cơng xây dựng GTN Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: ổn định thành hố móng, nước chảy vào hố móng, ổn định nền, điều kiện thi cơng khó khăn Mực nước Khó khăn, ý vấn đề đất ĐKT: ổn định thành hố nằm nơng, móng, nước chảy vào hố từ 2-8m móng, ổn định nền, Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: ổn định thành hố móng, nước chảy vào hố móng, ổn định nền, điều kiện thi cơng thuận lợi Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: ổn định thành hố móng, nước chảy vào hố móng, ổn định nền, điều kiện thi cơng khó khăn Mực nước Khó khăn, ý vấn đề đất ĐKT: ổn định thành hố nằm nơng, móng, nước chảy vào hố từ 2-8m móng, ổn định nền, Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: ổn định thành hố móng, nước chảy vào hố móng, ổn định nền, điều kiện thi công thuận lợi 13 Khu Phụ khu Khoảnh I.A.1 I.A I.A.2 I I.A.3 I.B II.A Ở trung tâm phía Nam Củ Chi, Bình Chánh, Hóc Mơn, Tân Bình, TP Thủ Đức, Q9, 2, 3, Bình Thạnh Gặp chủ yếu huyện Củ Chi, phần TP Thủ Đức, Q2 Ở huyện Củ Chi, Bình Chánh, phần TP Thủ Đức Gặp phía Đơng Bắc Q9 Đất đá đường ngầm qua Ngầm sâu Đặc điểm nước đất Mức độ thuận lợi, khó khăn thi công xây dựng GTN Thuận lợi, ý vấn đề ổn định nền, không nghiêm trọng Sét, sét, trạng thái dẻo mềm đến cứng Nghèo nước Đá có tuổi J3-K1 Khơng có nước Bùn sét, bùn sét, bùn cát, sét, sét trạng thái chảy đến dẻo chảy Mực nước đất nằm nông, từ 2-8m II.A.1 Gặp Q1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, Nhà Bè II.A.2 Một số nơi huyện Nhà Bè, Bình Chánh, Củ Chi II.A.3 Ở huyện Củ Chi, Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ, phân bố khơng rộng II.B.1 Phía Tây Nam, Nam Củ Chi, phía Bắc Hóc Mơn II.B.2 Phía Bắc Cần Giờ, Cát hạt mịn Nam Bình Chánh, - thơ, trạng rải rác Q9, 3, thái xốp đến Hóc Mơn, Củ Chi chặt vừa II.B.3 Phân bố hầu hết địa bàn TP.HCM II II.B Phạm vi phân bố Mực nước đất nằm nông, từ 2-8m Thuận lợi, ý vấn đề ĐKT: ổn định nền, lưu ý cơng trình sử dụng móng cọc cắm sâu 25-30m Thuận lợi, ý vấn đề ổn định nền, điều kiện thi công tương đối thuận lợi Không phát sinh vấn đề ĐKT, cơng tác đào khó khăn Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: nước chảy vào hố móng, ổn định nền, điều kiện thi cơng khó khăn Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: ổn định thành hố móng, nước chảy vào hố móng, ổn định nền, Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: ổn định thành hố móng, nước chảy vào hố móng, ổn định nền, điều kiện thi cơng thuận lợi Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: nước chảy vào hố móng, ổn định nền, điều kiện thi cơng khó khăn Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: nước chảy vào hố móng, ổn định nền, Khó khăn, ý vấn đề ĐKT: nước chảy vào hố móng, ổn định nền, điều kiện thi công thuận lợi Chương 3: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH GIAO THƠNG NGẦM 3.1 Đặc điểm quy mơ công nghệ thi công CTGTN TP.HCM 3.1.1 Về đặc điểm quy mơ cơng trình giao thơng ngầm Hệ thống đường sắt đô thị TP.HCM theo quy hoạch gồm tuyến metro Tuy nhiên, có tuyến số Bến Thành - Suối Tiên hoàn thành Tuyến số có đoạn ngầm dài 2,6 km qua 03 ga đoạn cao 17,1 km qua 11 ga, tổng chiều dài 19,7 km Độ sâu trung bình tuyến hầm khoảng 15-25m Tuyến gồm hầm song song với đường kính ngồi hầm 6,65m 3.1.2 Về đặc điểm công nghệ thi công CTGTN 14 Tại TP.HCM, tồn hai phương pháp thi công đào mở đào kín Phương pháp đào kín áp dụng khiên đào TBM để thi công đoạn ngầm tuyến metro số 3.2 Dự báo vấn đề ĐKT thi cơng CTGTN 3.2.1 Phương pháp tính tốn lựa chọn phần mềm tính tốn - Phương pháp tính tốn: phương pháp phần tử hữu hạn; - Phần mềm tính tốn: phần mềm Plaxis 2D; - Lựa chọn mơ hình đất: sử dụng mơ hình Hardening Soil 3.2.2 Phân tích lựa chọn mặt cắt địa kỹ thuật để tính tốn Theo kết phân khu ĐKT, khoảnh II.A.1 II.B.1 khoảnh có đặc điểm ĐKT điển hình, khả dễ phát sinh vấn đề ĐKT thi công, nên lựa chọn để kiểm toán 3.2.3 Dự báo vấn đề ĐKT thi công mở a Đào mở điều kiện ĐKT khoảnh II.A.1 Trong điều kiện ĐKT khoảnh II.A.1, luận án khảo sát ổn định hố đào, phần mềm Plaxis 2D, trường hợp: - Đào mở có mái dốc (1:1; 1:1,5; 1:2) Bảng 3.4 Thơng số địa chất đầu vào mơ hình Plaxis Mơ hình Lớp - Lớp đất phủ Lớp - Lớp bùn sét Lớp 2- Sét, sét pha, dẻo chảy Hardening soil Hardening soil Hardening soil Chiều dày (m) 2,0 Kiểu thoát nước Thoát nước ϒ (kN/m3) e E50ref (kPa) Eoedref (kPa) Eurref (kPa) m c’ (kPa) φ’ (độ) ν (-) Lớp - Sét, sét pha, dẻo mềm-dẻo cứng Hardening soil 4,0 6,1 6,5 18,5 0,5 10.000 Khơng nước loại A 15,0 2,2 2.000 Khơng nước loại A 17,5 1,152 3.000 Khơng nước loại A 19,3 0,895 8.000 10.000 2.000 3.000 8.000 30.000 0,5 30 0,3 6.000 16 19 0,3 9.000 20 22 0,3 24.000 25 28 0,3 - Kết đào mở với mái dốc điều kiện đất yếu (bùn, sét dẻo chảy) khó khăn, có nguy cao gây ổn định mái dốc Mặt thi công môi trường đô thị bị hạn chế, nên việc đào hố với mái dốc lớn (1:2; 1:3) thường bất khả thi 15 - Đào mở có tường chắn đất với phương án: + Phương án 1: Cừ larsen 16m + tầng văng chống + Phương án 2: Cừ larsen 16m+ tầng neo đất + Phương án 3: Cừ larsen 18m + tầng văng chống Bảng 3.6 So sánh phương án đào hầm mở khoảnh II.A.1 Tiêu chí so sánh Chuyển vị Chuyển vị tường chắn Momen uốn tường cừ Hệ số định ổn PA1: Cừ Larsen + văng chống Umax=24,8cm Umax=17,9cm Mmax=432,1 kN/m FOS = 1,9 PA2: Cừ Larsen + Neo đất Chuyển vị lớn tụt neo Chuyển vị lớn tụt neo Neo bị kéo tụt trước đào đến bước cuối Neo bị kéo tụt trước đào đến bước cuối PA3: Kéo dài cừ Larsen Umax=20,95 cm Umax=15,48 cm Mmax=402,2 kN/m FOS=2,27 - Cần áp dụng phương pháp tường chắn đất với hệ chống giữ văng chống neo đất đào mở khoảnh II.A.1 - Cừ lasen + văng chống cừ lasen ngàm sâu vào lớp đất tốt, phương án gia cố tối ưu Hệ số ổn định > 1,5 - Neo đất khơng thích hợp cho hố đào khu vực sét dẻo chảy, sức kháng neo khu vực nhỏ, gây ổn định hố đào b Đào mở điều kiện ĐKT khoảnh II.B.1 Tương tự khoảnh II.A.1, luận án khảo sát ổn định hố đào, điều kiện ĐKT khoảnh II.B.1 Bảng 3.7 Thông số địa chất đầu vào mơ hình Plaxis Chiều dày trung bình lớp đất (m) Mơ hình Kiểu nước ϒ (kN/m ) e E50ref (kPa) Eoedref (kPa) Eurref (kPa) m c’ (kPa) φ’ (độ) ν (-) Lớp - Lớp đất phủ Lớp - Sét, sét pha, dẻo mềm, dẻo cứng Hardening soil Hardening soil Thoát nước 18,5 0,5 10.000 10.000 30.000 0,5 30 0,3 Không thoát nước loại A 19,5 0,895 7.500 7.500 22.500 25 28 0,3 Lớp - Cát, trạng thái xốp đến chặt Hardening soil Thoát nước 19,6 0,62 14.000 14.000 42.000 0,5 29 0,3 16 Bảng 3.9 Các phương án đào hầm nơng khoảnh II.B.1 Tiêu chí so sánh Chuyển vị Chuyển vị tường chắn Momen uốn tường cừ Hệ số ổn định tổng thể PA1: Cừ Larsen + văng chống Umax=7,5cm PA2: Kéo dài cừ Larsen Umax=7,2cm PA3: Cừ Larsen + Neo đất Umax=3,7cm Umax=2,5cm Umax=2,4cm Umax=2,6cm Mmax=107,4 kN/m Mmax=103,7 kN/m Mmax=98 kN/m FOS = 1,5 FOS = 1,7 FOS=1,59 Từ kết bảng 3.9, đến số kết luận sau: - Chuyển vị tường chắn đất cát nhỏ điều kiện sét dẻo chảy-dẻo mềm; - Neo đất điều kiện ĐKT khoảnh II.B.1 áp dụng; - Tăng chiều dài tường cừ tăng chiều dài dòng thấm, qua giảm áp lực thấm tăng hệ số an toàn hố đào 3.2.4 Phương pháp dự báo lún bề mặt thi công TBM Tác giả lựa chọn mặt cắt tuyến metro số có số liệu quan trắc để tính đối sánh Mặt cắt tính tốn có hai đường hầm đào song song Đường hầm thứ nằm sâu hơn, độ sâu 16,8m (tính từ tâm hầm) nằm lớp cát chặt vừa Đường hầm thứ hai nằm nông hơn, độ sâu 11,5m (tính từ tâm hầm) Hình 3.16 Mặt cắt địa chất tuyến metro số Km 1+440 17 Bảng 3.9 Thơng số đất vào mơ hình Lớp đất/thơng số Mơ hình Đất lấp (F) HS Lớp cát (AS1) HS Lớp cát (AS2) HS Thoát nước Thoát nước 19 0,1 25 0,3 10.000 10.000 30.000 0,5 Lớp sét (AC2) HS Khơng nước loại B 16,5 10 0,3 3.000 3.000 90.000 1,0 Kiểu thoát nước Thoát nước γ(kN/m3) c' (kPa) φ' (độ) Cu (kPa) ν (-) E50ref (kPa) Eoedref (kPa) Eurref (kPa) m Hệ số thấm, k(m/s) 20,5 0,1 30 0,3 12.500 12.500 37.500 0,5 20,5 0,1 33 0,3 37.500 37.500 112.500 0,5 1.00E-06 1.00E-09 2.00E-05 2.00E-05 Kết thu được: Hình 3.21 Chuyển vị bề mặt đào hầm thứ (hầm sâu hơn) Hình 3.22 Chuyển vị bề mặt đào hầm thứ hai (hầm nông hơn) 3.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến lún bề mặt thi công đường hầm công nghệ TBM 3.3.1 Ảnh hưởng áp lực gương Độ lún mặt đất dọc gương hầm trình đào hầm thứ (hầm sâu hơn) thể hình 3.25 sử dụng giá trị áp lực gương (tại vị trí hầm) tương ứng từ 100kPa đến 280 kPa 18 Hình 3.25 Sự phụ thuộc độ lún bề mặt theo giá trị áp lực gương 1-q=100 kPa; 2-q=120 kPa; 3-q=140 kPa; 4-q=160 kPa; 5-q=180 kPa; 6q=200 kPa; 7-q=220 kPa; 8-q=240 kPa; 9-q=260 kPa; 10-q=280 kPa Áp lực gương sinh máy TBM lớn độ lún bề mặt nhỏ hơn, áp lực gương lớn gây trồi mặt đất (trường hợp 10-q=280 kPa), cần tính tốn giá trị áp lực gương phù hợp trước thi công 3.3.2 Ảnh hưởng dạng kết cấu móng cơng trình đến lún bề mặt Luận án lựa chọn loại cơng trình với kết cấu móng điển hình: - Loại 1: Móng cọc khoan nhồi với chiều sâu 40-50m, thường áp dụng cho nhà cao tầng, có tải trọng lớn - Loại 2: Móng cọc vng cọc PHC với chiều sâu khoảng 25m, áp dụng cho cơng trình có tải trọng trung bình đến lớn - Loại 3: Các móng nơng móng gia cố cọc tre Hình 3.28 Dự báo độ lún cơng trình với loại móng khác vùng ảnh hưởng tuyến hầm 3.3.3 Ảnh hưởng đường kính hầm 19 Tác giả thực tốn với thơng số: địa chất theo mục 3.2.3 (bảng 3.4 bảng 3.7); chiều sâu đặt hầm 20m (tại tim hầm); áp lực gương; hoạt tải bề mặt 20 kPa Đường kính hầm thay đổi theo giá trị: 5m; 5,5m; 6,0m; 6,5m; 7,0m; 7,5m; 8,0m Tại khoảnh II.A.1 Hình 3.31 Biểu đồ phụ thuộc độ lún theo đường kính hầm khoảnh II.A.1 Hình 3.32 Biểu đồ phụ thuộc độ lún lớn theo đường kính hầm Tại khoảnh II.B.1 Hình 3.34 Biểu đồ phụ thuộc độ lún theo đường kính hầm khoảnh II.B.1 Hình 3.35 Độ lún cơng trình với đường kính hầm khác Lấy giới hạn độ lún cơng trình 15mm dự án áp dụng, khoảnh II.A.1 đường kính hầm tối ưu ≤6,0m, khoảnh II.B.1 đường kính hầm tối ưu ≤7,0m 3.3.4 Ảnh hưởng chiều sâu đặt hầm đến độ lún bề mặt 20 Tác giả giữ cố định tham số địa chất mục 3.2.3 (bảng 3.4 3.7), đường kính hầm 6,6m, điều kiện hoạt tải phía 20 kPa, thay đổi chiều sâu đặt hầm từ 10-31m (chiều sâu phổ biến với điều kiện khai khác tuyến tàu điện ngầm TP.HCM Hà Nội) áp lực gương tương ứng để đảm bảo ổn định gương hầm Hình 3.37 Biểu đồ phụ thuộc độ lún theo chiều sâu đặt hầm khoảnh II.A.1 Hình 3.38 Biểu đồ phụ thuộc độ lún theo chiều sâu đặt hầm khoảnh II.B.1 Việc đánh giá phân tích chiều sâu đặt hầm để đảm bảo độ lún cơng trình giới hạn cho phép thể hình 3.39 Hình 3.39 Độ lún cơng trình với chiều sâu đặt hầm khác 21 Với khoảnh II.A.1, chiều sâu đặt hầm tối ưu ≥ 22m, với khoảnh II.B.1, chiều sâu đặt hầm ktối ưu ≤ 16m 3.4 Đề xuất giải pháp ổn định thi công xây dựng CTGTN 3.4.1 Đối với CTGTN thi công phương pháp đào mở Luận án khảo sát toán điều kiện địa chất chiều sâu hố đào mục 3.2.1 để thấy hiệu biện pháp gia cố cọc xi măng đất (CDM) CDM thiết kế dựa kinh nghiệm với dự án có điều kiện địa chất tương tự: cường độ nén nở hông (qu) 800 kPa, tỉ lệ thay 30% CDM gia cố đất tỷ lệ 30% Hình 3.40 Mơ hình hố đào với gia cố CDM Luận án tổng hợp khuyến nghị cho trình đào hầm nơng khoảnh II.A.1 II.B.1 Loại cơng trình hầm giao thông Phương pháp thi công 10-15 m Nhà ga tàu điện ngầm Thi công mở - Hầm chui Đoạn chuyển tiếp từ đoạn Đào lộ < 10 m cao xuống thiên (cut đoạn and cover) ngầm (ramp dốc tàu điện ngầm) Chiều sâu đặt hầm - Gia cố CDM chân hố đào Dịch chuyển mức tường chắn đất địa chất yếu; Hiện tượng bùng cột nước có áp Dịch chuyển mức Tường bê Sử dụng Trong tường chắn tông cốt sàn tầng hầm sét dẻo đất địa thép đỗ làm hệ chống chảy chất yếu; chỗ đỡ dẻo Hiện (tường trình đào mềm tượng bùng đất) cột nước có áp - Gia cố CDM chân hố đào; Tính tốn kết cấu tường chắn đủ chịu lực Khuyến nghị giải pháp Khoảnh II.A.1 Loại hình kết Địa chất Vấn đề cấu chống tuyến ĐKT giữ hầm xảy qua - Chống đỡ thép - Cừ ván hình; ống thép Chủ yếu thép (cho (Larsen khoảnh II.A.1 IV); sét dẻo II.B.1) - Cọc liền chảy - Bằng neo kề đất cho khoảnh II.B.1 Loại tường chắn đất Khoảnh II.B.I Địa chất Vấn đề Khuyến nghị giải tuyến ĐKT pháp hầm xảy qua - Cát chảy - Kéo dài tường vào hố đào chắn đất để tăng qua khe hở chiều dài dòng thấm Cát tường chắn - Giải pháp thi trạng đất (cừ công: tránh thái Larsen); tượng hở me cừ xốp - Cát chảy thi cơng cấm đến vào hố móng cừ; hở me cừ chặt dòng cần khoan vữa thấm thủy chỗ hở để tránh lực (boiling) cát chảy - Kéo dài tường - Cát chảy chắn đất để tăng vào hố đào chiều dài dòng Cát qua khe thấm; trạng bục tường - Giải pháp thi thái vây; công: tránh xốp - Cát chảy tượng hở me cừ đến vào hố móng thi cơng cấm chặt dịng cừ; hở me cừ thấm thủy cần khoan vữa lực (boiling) chỗ hở để tránh cát chảy Bảng 3.13 Tổng hợp khuyến nghị cho hầm nằm nông khoảnh II.A.1 II.B.1 22 3.4.2 Đối với CTGTN thi công phương pháp đào kín Luận án tổng hợp khuyến nghị đề xuất giải pháp phịng chống q trình đào hầm sâu khoảnh II.A.1 II.B.1 23 Bảng 3.14 Tổng hợp khuyến nghị cho hầm nằm sâu khoảnh II.A.1 II.B.1 Khoảnh II.A.1 Khoảnh II.B.I Loại Địa Địa Phương hình chất Vấn đề chất Vấn đề pháp kết Khuyến tuyến ĐKT có tuyến ĐKT có Khuyến nghị thi cấu nghị giải hầm thể xảy hầm thể xảy giải pháp công chống pháp ra giữ qua qua Lựa - Lựa chọn - Dịch chọn loại loại máy chuyển máy TBM tích bề mặt TBM hợp: loại áp - Dịch tích hợp: lực đất EPB chuyển loại áp phù hợp với Vỏ bề mặt trình lực đất điều kiện địa hầm đào Các Chủ EPB phù Cát chất Tổ hợp hầm tuyến yếu hợp với trạng TP.HCM khoan bê trình - Bục hầm điều kiện thái - Kiểm sốt đào tơng đào nước đường sét địa chất xốp tốt áp lực hầm cốt hầm trước sắt đô dẻo TP.HCM đến gương đào TBM thép - Bục gương thị mềm Lựa chặt - Thiết kế đúc nước hầm chọn thành phần sẵn trước Cát đường dung dịch gương chảy kính trước hầm vào chiều gương hầm sâu đặt phù hợp, gương hầm phù giúp ổn định đào hợp gương hầm Loại cơng trình hầm giao thơng KẾT LUẬN Luận án rút số kết luận sau: Khu vực TP.HCM có diện tích đa phần đất yếu, gồm nhóm: đất dính (sét, sét) trạng thái chảy, dẻo chảy (chiểm ¾ diện tích) đất rời (cát hạt mịn - trung) chứa nước đất, phân bố chủ yếu mặt, bề dày từ 10-30m trung bình phổ biến 18m Mực nước đất nằm nông Những đặc điểm gây ảnh hưởng lớn đến công tác quy hoạch, thiết kế thi công CTGTN 24 TP.HCM có mật độ dân số cao, HTKT phức tạp, theo đặc điểm HTKT hữu, quan điểm đánh giá mức độ gây khó khăn cho thi cơng xây dựng CTGTN thị dạng tuyến, phân chia HTKT TP.HCM thành mức độ: HTKT mức độ - khó khăn cho xây dựng CTGTN; HTKT mức độ 2: khó khăn cho xây dựng CTGTN; HTKT mức độ 3: khó khăn cho xây dựng CTGTN Căn cứu vào đặc điểm ĐKT, quan điểm phục vụ xây dựng CTGTN, khu vực TP.HCM phân thành 02 khu ĐKT (Khu I Khu II thuận lợi không thuận lợi cho thi công xây dựng CTGTN), 04 phụ khu 12 khoảnh ĐKT Để đảm bảo độ lún bề mặt thi công TBM, nằm giới hạn cho phép (≤15mm), khoảnh II.A.1, tối ưu chiều sâu đặt hầm ≥ 22m với đường kính hầm ≤ 6,0m; khoảnh II.B.1, tối ưu chiều sâu đặt hầm ≥ 16m với đường kính hầm ≤ 7,0m Các giải pháp đảm bảo ổn định thi công xây dựng CTGTN: - Đối với hố đào điều kiện địa chất đất yếu phương pháp gia cố CDM biện pháp tối ưu - Đối với CTGTN nằm sâu thi công công nghệ TBM, thiết kế áp lực gương phù hợp nhằm đảm bảo độ lún bề mặt cho phép DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Tiếng Việt Võ Nhật Luân, Nguyễn Thị Nụ, Đỗ Minh Toàn (2020), Hiện trạng, định hướng phát triển hệ thống giao thông ngầm TP.HCM nhiệm vụ cơng tác nghiên cứu ĐKT, Hội nghị tồn quốc Khoa học Trái đất Tài nguyên với phát triển bền vững (ERSD2020), tr50-56, ISBN 978-604762277-1 Nguyễn Văn Hùng, Võ Nhật Luân, Bùi Văn Bình, Phùng Hữu Hải, Nguyễn Tấn Sơn (2022), Nghiên cứu đặc điểm ĐKT phức hệ thạch học cát nguồn gốc sông biển Pleistocene (amSQ13) khu vực Quận 1, TP.HCM phục vụ xây dựng CTN thị, Hội nghị khoa học tồn quốc ĐKT Xây dựng phục vụ phát triển bền vững (Vietgeo 2021), Phú Yên 05/2022, tr100-109, Mã ISBN: 978-604-672296-0 Tiếng Anh Vo Nhat Luan, Nguyen Thi Nu, Do Minh Toan (2021), Consolidation Properties of Ho Chi Minh City Soil, Vietnam, Iraqi Geological Journal, Pages 1-10, Vol.54, No.1A, ISSN: 2663-8754 Vo Nhat Luan, Nguyen Thi Nu, Do Minh Toan (2021), Prediction of Ground Subsidence During Underground Construction of Metro line 2, Section 1, Ben Thanh - Tham Luong, Journal of the Polish Mineral Engineering Society, pages 543-553, Vol.1, No.2, 2021, ISSN: 1640-4920