(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

Các dā liáu về thông tin áa hình và xây dựng bề mặt trong Thành phá ã có, còn dā liáu ĐKT nh°: ặc iểm áa chÃt công trình ĐCCT; há tháng kỹ thu¿t HTKT trên mặt, d°ßi Ãt hián hāu cũng nh°

VÕ NH¾T LUÂN

NGHIÊN CĀU Đ¾C ĐIÂM ĐàA KĀ THU¾T KHU VĀC THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH PHĀC VĀ

PHÁT TRIÂN GIAO THÔNG NGÄM

LU¾N ÁN TI¾N S) KĀ THU¾T ĐàA CHÂT

HÀ NÞI - 2023

L âI CAM ĐOAN

Tôi xin cam oan ây là công 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 công bá trong bÃt kỳ công trình nào khác

Tác giÁ lu¿n án

M ĀC LĀC

TRANG PHĀ BÌA

LàI CAM ĐOAN i

MĀC LĀC ii

DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, CÁC CHĀ VIÂT TÀT v

DANH MĀC CÁC BÀNG vii

DANH MĀC CÁC HÌNH VÀ, Đâ THà ix

Mä ĐÄU 1

1 Tính cÃp thi¿t cÿa đÁ tài 1

2 Māc đích nghiên cāu 2

3 Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cāu 3

4 Nßi dung nghiên cāu 3

5 Các h ti¿p c¿n và ph°¡ng pháp nghiên cāu 3

6 Lu¿n điÃm bÁo vÇ 4

7 Các đóng góp khoa hãc mái cÿa lu¿n án 5

8 Ý ngh*a khoa hãc và thāc tiÅn cÿa đÁ tài 5

9 C¡ så tài liÇu thāc hiÇn đÁ tài 5

10 CÃu trúc lu¿n án 6

11 Lãi cÁm ¡n 6

Ch°¡ng 1: TâNG QUAN NGHIÊN CĀU ĐàA KĀ THU¾T PHĀC VĀ XÂY DĀNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG NGÄM ĐÔ THà 8

1.1 Tãng quan vÁ đáa kā thu¿t và công trình giao thông ngÅm đô thá 8

1.1.1 Tång quan về áa kỹ thu¿t 8

1.1.2 Tång quan công trình giao thông ngầm ô thá 12

1.1.3 Các ph°¡ng pháp thi công xây dựng công trình giao thông ngầm ô thá 13

1.1.4 Các vÃn ề áa kỹ thu¿t phát sinh khi thi công xây dựng công trình giao thông ngầm ô thá 17

1.2 Tình hình nghiên cāu đáa kā thu¿t phāc vā xây dāng công trình giao thông ngÅm đô thá 28

1.2.1 Các nghiên cāu trên thà gißi 28

1.2.2 Các nghiên cāu t¿i Viát Nam 34

KÃt lu¿n ch°¡ng 1 40

Ch°¡ng 2: Đ¾C ĐIÂM MÔI TR¯âNG ĐàA KĀ THU¾T THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH 41

2.1 Đ¿c điÃm môi tr°ãng đáa chÃt Thành phß Há Chí Minh 41

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 công 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 ác h¿i 61

2.2 Đ¿c điÃm hÇ thßng kā thu¿t khu vāc Thành phß Há Chí Minh 61

2.2.1 Khái quát 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 2.3 Phân khu đáa kā thu¿t khu vāc Thành phß Há Chí Minh phāc vā xây dāng công trình giao thông ngÅm 68

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

KÃt lu¿n ch°¡ng 2 85

Ch°¡ng 3: DĀ BÁO CÁC VÂN ĐÀ ĐàA KĀ THU¾T VÀ ĐÀ XUÂT GIÀI PHÁP âN ĐàNH KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG NGÄM 86

3.1 Khái quát đ¿c điÃm quy mô và công nghÇ thi công các công trình giao thông ngÅm t¿i Thành phß 86

3.1.1 Về ặc iểm quy mô công trình giao thông ngầm 86

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

3.2 D ā báo các vÃn đÁ đáa kā thu¿t khi thi công công trình giao thông ngÅm Thành phß Há Chí Minh 93

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

3.2.2 Phân tích lựa chọn các mặt cÁt áa kỹ thu¿t ể tính toán 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

3.3 Nghiên cāu các y¿u tß Ánh h°ång đ¿n lún bÁ m¿t khi thi công đ°ãng hÅm bằng công nghÇ TBM 114

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 công 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

3.4 ĐÁ xuÃt các giÁi pháp ãn đánh khi thi công xây dāng công trình giao thông ngÅm Thành phß Há Chí Minh 126

3.4.1 Đái vßi công trình giao thông ngầm thi công bằng ph°¡ng pháp ào mã 126

3.4.2 Đái vßi công trình giao thông ngầm thi công bằng ph°¡ng pháp ào kín 130

KÃt lu¿n ch°¡ng 3 130

K¾T LU¾N VÀ KI¾N NGHà 132

1 K¿t lu¿n 132

2 Ki¿n nghá 133

DANH MĀC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HâC CÔNG BÞ LIÊN QUAN Đ¾N LU¾N ÁN 134

TÀI LIÆU THAM KHÀO 135

DANH M ĀC CÁC KÝ HIÆU, CÁC CHþ VI¾T TÀT

c, c?, cu , ccu kPa Lực dính kÃt, lực dính kÃt hāu hiáu, lực dính kÃt

không thoát n°ßc theo s¡ ã UU, CU

pháp ào hầm mßi cÿa Áo

PGS Phó giáo s°

DANH M ĀC CÁC BÀNG

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 công 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 quá trình ào hầm ô 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 (sông Sài Gòn) 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 mô 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 mô hình Plaxis 98

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 Thông sá áa chÃt ầu vào mô 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 Thông sá Ãt vào mô hình 110

BÁng 3.10 Thông sá v¿t liáu bê tông cÿa vß hầm và thép cÿa khiên chÁn 111

BÁng 3.11 Ng°ỡng chuyển vá cho phép các công 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

DANH M ĀC CÁC HÌNH VẼ

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

Hình 1.2 S¡ ã ào hầm không 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 dòng thÃm 20

Hình 1.6 Hián t°ÿng n°ßc cuán 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 công trình dọc tuyÃn metro sá 1 91

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

Hình 3.10 Các lo¿i móng cÿa các công trình dọc tuyÃn metro sá 1 92

Hình 3.11 KhÁo sát lo¿i kÃt cÃu cÿa các công trình dọc tuyÃn 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

Hình 3.18 Mô hình mô phßng ào °áng hầm trên Plaxis 3D 111

Hình 3.19 Mô phßng các b°ßc tiÃn trong quá trình ào hầm 112

Hình 3.20 Phå biÃn d¿ng Ãt nền xung quanh và l°ßi biÃn d¿ng bề mặt trong quá trình ào hầm ôi 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 nông h¡n) 113

Hình 3.23 Nguyên 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 Mô hình mô phßng các lo¿i móng khác nhau 117

Hình 3.27 L°ßi biÃn d¿ng bề mặt 117

Hình 3.28 Dự báo á lún cÿa các công trình vßi các lo¿i móng khác nhau trong vùng Ánh h°ãng cÿa tuyÃn hầm 118

Hình 3.29 Mô hình t¿i khoÁnh II.A.1 119

Hình 3.30 Mô hình các °áng kính hầm khác nhau 120

Hình 3.31 Biểu ã phā thuác cÿa á lún theo °áng kính hầm t¿i khoÁnh II.A.1 121 Hình 3.32 Biểu ã phā thuác cÿa á lún lßn nhÃt theo °áng kính hầm 121

Hình 3.33 Mô 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 khoÁnh II.B.1 122 Hình 3.35 Đá lún cÿa công trình vßi các °áng hầm khác nhau 123

Hình 3.36 Các mô 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 công trình vßi các chiều sâu ặt hầm khác nhau 126

Hình 3.40 Mô hình há ào vßi nền gia cá CDM 127

Hình 3.41 Chuyển vá nền Umax= 5,09cm 127

Hình 3.42 Chuyển vá t°áng chÁn Umax= 4,8cm 127

Hình 3.43 Momen uán t°áng cừ Mmax=147,9 kN/m 127

Hình 3.44 Cung tr°ÿt 127

Hình 3.45 Há sá ån ánh FOS =2,656 128

M ä ĐÄU

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 km2 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 tà trọng iểm phía Nam nói riêng

Hián nay, TP.HCM ang phÁi ái dián vßi nhāng há lāy cÿa quá trình ô 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 ô, gây h° hßng, xuáng cÃp công trình Trong khi ó, quỹ

Ãt nái ô 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, òi 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 ô 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 yÃu trong phát triển ô thá cÿa các n°ßc trên thà 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 công trình ngầm (CTN) chiÃm khoÁng 20-25% tång sá các d¿ng công trình [115] Trong khi ó, vßi thực tr¿ng ùn tÁc giao thông, ô 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

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 thông ngầm (GTN), kÃt nái các không 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 công trình giao thông ngầm (CTGTN) nói riêng cÿa TP.HCM hiáu quÁ, yêu 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, còn dā liáu ĐKT nh°: ặc iểm

áa chÃt công 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 ô thá 1/50.000 do Liên oàn 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 công 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 tuyÃn metro, nhà ga, hầm chui, ) còn 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 toán dự báo các vÃn ề ĐKT phát sinh khi xây dựng CTGTN khu vực TP.HCM

3 Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cāu

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

- Ph¿m vi nghiên cāu:

+ Ph¿m vi về nái dung nghiên cāu: ánh giá nhāng ặc iểm ĐKT liên quan

Ãn xây dựng CTGTN ô thá (chÿ yÃu d¿ng tuyÃn) khu vực TP.HCM

+ Ph¿m vi về không gian nghiên cāu: nhāng ặc iểm ĐKT khu vực TP.HCM phân bá Ãn chiều sâu nằm trong vùng t°¡ng tác giāa CTGTN vßi MTĐC

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 công); Tình hình nghiên cāu ĐKT phāc vā xây dựng CTGTN

ô thá trên thà 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 toán, 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 môi 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

- Kà thừa: nghiên cāu, kà thừa nhāng kiÃn thāc và tài liáu thực tà ã có trong

và ngoài 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;

- Thực nghiám: các nghiên cāu lý thuyÃt °ÿc kiểm chāng qua thực nghiám

ể minh chāng sự chính xác cÿa các quá trình;

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

5.2 Ph°¡ng pháp nghiên cāu

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;

- Kà thừa: thu th¿p, phân tích, tång hÿp và kà thừa các tài liáu, các công trình nghiên cāu ã °ÿc công 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 thà gißi về ĐKT trong thi công xây dựng các CTGTN

- Thực áa: tiÃn hành i thực tà t¿i công 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 chuyên sâu phāc vā tính toán

và dự báo các vÃn ề ĐKT khi thi công CTGTN

- Sÿ dāng mô hình sá trong tính toán dự báo các vÃn ề ĐKT phát sinh khi xây dựng CTGTN; có sÿ dāng các phần mềm tính toán 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 kà và thi công các CTGTN d¿ng tuyÃn t¿i TP.HCM

phép không 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

7 Các đóng góp khoa hãc mái cÿa lu¿n án

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 công xây dựng các CTGTN khu vực TP.HCM

8 Ý ngh*a khoa hãc và thāc tiÅn cÿa đÁ tài

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 công tác quy ho¿ch, khÁo sát, thiÃt kà và thi công các CTGTN t¿i TP.HCM

9 C¡ så tài liÇu thāc hiÇn đÁ tài

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

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

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 <Biên h ội bÁn đồ

nghiám thu năm 2010, do TS Bùi Trần V°ÿng chÿ nhiám dự án, c¡ quan chÿ trì dự

án là Liên oàn Quy ho¿ch và Điều tra Tài nguyên N°ßc miền Nam;

- 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 kà 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 công trình nghiên cāu khoa học cÿa các tác giÁ trong và ngoài n°ßc có liên quan, nhằm kà thừa các kÃt quÁ nghiên cāu ã °ÿc công bá phāc vā cho ề tài lu¿n án

- Ch°¡ng 2: Đặc iểm môi tr°áng áa kỹ thu¿t Thành phá Hã Chí Minh

- Ch°¡ng 3: Dự báo các vÃn ề áa kỹ thu¿t và ề xuÃt giÁi pháp ån ánh khi thi công công trình giao thông ngầm

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 Toàn, PGS.TS Nguyßn Thá Nā

Tác gi ả bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:

PGS.TS Đß Minh Toàn, PGS.TS Nguyßn Thá Nā - các thầy, cô h°ßng dẫn khoa học và truyền ¿t nhiều kiÃn thāc chuyên môn cho tác giÁ trong suát quá trình thực hián lu¿n án

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

Các c¡ quan: Bá môn Đáa chÃt công 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 oàn Quy ho¿ch và Điều tra Tài nguyên 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 Thà 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 Nguyßn 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, tôi xin cÁm ¡n gia ình ã cå vũ tinh thần, óng góp nhiều công sāc cho nghiên cāu sinh thực hián lu¿n án

Ch°¡ng 1: TâNG QUAN NGHIÊN CĀU ĐàA KĀ THU¾T PHĀC VĀ

Trên thà gißi, ĐKT là mát lĩnh vực rÃt ráng bao gãm: ĐKT môi tr°áng, ĐKT

mß, ĐKT xây dựng (ĐKTXD) hay ĐKT công 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 quát về ĐKT, lu¿n án tång hÿp mát sá khái niám về ĐKT cÿa các tác giÁ trong và ngoài n°ßc nh° sau:

Theo mát sá tác giÁ n°ßc ngoài:

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

quan khác để xây dựng công trình, các ngành công nghiệp khai thác và bÁo tồn, cÁi

đến sự hình thành của các vật liệu này Mô 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

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

Đái vßi các tác giÁ trong n°ßc:

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

ki ến trúc-kiến t¿o, tính chất c¡ lý, điều kiện ĐCTV, các quá trình địa động lực khác

Ánh h°ởng đến quyết định lựa chọn lo¿i hình, quy mô cũng nh° công tác thiết kế,

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

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

nghĩa này chß là ánh nghĩa môn học Đáa kỹ thu¿t

Nhóm tác giÁ Nguyßn 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 kà nền móng các lo¿i công trình xây dựng, sao cho phÁi đÁm bÁo an toàn trong thiết kế-thi công 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

ngoài n°ßc, theo quan iểm cÿa cá nhân tác giÁ thì ĐKT là ngành khoa học thuộc

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

Trong ó, MTĐKT là vùng không gian có giới h¿n của MTĐC, HTKT và

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

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 tà công trình cÿa con ng°ái dẫn Ãn sự biÃn åi các quá trình áa chÃt tự nhiên và nÁy sinh các quá trình áa chÃt mßi Các quá 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 nguyên 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 loài 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

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

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

- ĐKTXD nghiên cāu các vÃn ề liên quan Ãn ån ánh công trình, phát sinh

do tác dāng t°¡ng hß giāa công trình vßi MTĐC và các giÁi pháp Ám bÁo ån ánh cho công 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 công 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 công trình - Đáa kỹ thu¿t do Bá môn Đáa chÃt công 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 công 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 công xây dựng các công trình

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

MTĐC khi thi công và khai thác công trình, thiÃt kà các giÁi pháp phòng cháng các

sự cá nền móng Ám bÁo sự ån ánh lâu dài các công trình

- Ph°¡ng pháp kà 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 thà gißi vào nghiên cāu;

- Ph°¡ng pháp thực nghiám trong phòng và ngoài trái: nhằm cung cÃp các thông sá ĐKT phāc vā tính toán thiÃt kà ĐKT;

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

- Ph°¡ng pháp sá và mô hình hóa;

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

CTGTN ô 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 ô 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 thông gió, chiÃu sáng,&

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

- Các công trình có chi ều dài lớn: ó là các °áng hầm có chiều dài lßn h¡n

rÃt nhiều so vßi mặt cÁt thiÃt dián

- Các công trình có chi ều dài h¿n chế: phā thuác vào công dāng, các °áng

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 không khí, các ph°¡ng tián giao thông khí nén, )

Kể cÁ các lái bá hành hoặc hßn hÿp dành cho các ph°¡ng tián giao thông 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

Ngoài ra, trong thi công, theo chiều sâu ặt các CTGTN so vßi mặt Ãt có thể phân ra: CTN ặt nông, bá trí ã á sâu Hnông f 10-12m, và CTN ặt sâu, bá trí ã á sâu Hsâu > 10-12m [10] Theo tác giÁ Nghiêm Hāu H¿nh (2012) [5] thì Hnông f 5-15m (th¿m chí có khi lên Ãn 20m tính từ cát mặt Ãt) và Hsâu > 15m, Tuy nhiên, viác thiÃt kà CTN ặt ã á sâu bao nhiêu cũng còn tùy thuác vào tính chÃt cÿa Ãt

á thực tà khu vực công trình ngầm i qua

Hián nay, có rÃt nhiều ph°¡ng pháp thi công CTGTN ô thá, mßi tác giÁ ều

có cách phân chia khác nhau Trong thi công CTGTN, có thể chia thành 03 nhóm ph°¡ng pháp sau [3], [9]: ào mã, ào kín và h¿ chìm T°¡ng tự, Nguyßn Thà 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 công nghá cā thể mà có thể v¿n dāng hÿp lý Trong ph¿m vi ặc thù cÿa ô 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

pháp này th°áng °ÿc áp dāng cho các công trình dân dāng có móng nông, °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 toán và thiÃt

kà ầy ÿ Nái dung chính trong tính toán và thiÃt kà 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 toán các thiÃt bá cháng hoặc neo Hình 1.2 thể hián các hình thāc cháng khác nhau khi ào mã

1-Hố đào; 2-Kết cấu công trình; 3-Hàng rào thi công; 4-Cừ chắn đất; B1-Chiều rộng miệng hố đào; B-Chi ều rộng đáy hố đào; B 0 -Chi ều rộng công trình; m-mái dốc; B r -Chi ều rộng cắm cừ;

H-Chi ều sâu hố đào; H r -chi ều cao công trình; h-chiều cao đất đắp

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

¯u điểm của ph°¡ng pháp đào mở

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

ngoài cÿa công trình hián hāu, thi công cháng thÃm cho công trình ¡n giÁn và ¿t chÃt l°ÿng h¡n Ngoài 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 côi, hay trong sßi s¿n;

- Trong Ãt cát bão hòa n°ßc Ãn á sâu 6 - 7m;

- Trong Ãt có á ẩm tự nhiên Ãn á sâu 10 - 11m;

- Trong Ãt sét yÃu bão hòa n°ßc Ãn á sâu 10 - 12m;

- Trong Ãt sét Ãn á sâu 13 - 16m

Nh°ợc điểm của ph°¡ng pháp đào mở

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 công trong khu vực ô thá:

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

- Trong Ãt sét yÃu và Ãt bāi, viác ào hầm sÁ bá h¿n chà do phÁi duy trì ån

ánh vách và áy há, nên thái gian thi công h¿n chÃ;

- Sự h¿n chà trong v¿ch tuyÃn khi phÁi bám theo các tuyÃn °áng hián hāu vì

nÃu không sÁ tác áng Ãn móng các công 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 ô thá,&nên sÁ phát sinh nhiều sai sót, kéo dài tiÃn á thi công và phát sinh chi phí thi công;

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

Khi thi công hầm bằng ph°¡ng pháp ào kín, tùy thuác ặc iểm công 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]

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 lò khai thác mß và khoáng 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 không thích hÿp ào hầm trong ô thá

- Thi công h ầm theo ph°¡ng pháp khiên đào: °ÿc áp dāng trong nhāng iều

kián ĐCTV phāc t¿p nhÃt, Ãt á mềm yÃu, không ån ánh, chiều dài công trình lßn, tiÃt dián ngang không 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 công 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 công 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 thông 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

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

- Thi công h ầm theo ph°¡ng pháp NATM [44]: là ph°¡ng pháp thi công hầm

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 thông qua sự kà 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 soát °ÿc tiÃn trình chuyển åi này trong khi vẫn cân nhÁc về mặt kinh tà và an toàn

- Thi công h ầm theo các ph°¡ng pháp đặc biệt [45]: ph°¡ng pháp làm l¿nh,

ph°¡ng pháp nå ép,&ang °ÿc áp dāng thÿ nghiám, tuy nhiên ít °ÿc sÿ dāng ái vßi khu vực ô thá, ngoài ra còn 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 công 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 công 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 ô thá

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

a Đßi vái thi công bằng ph°¡ng pháp đào må

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 công trình lân c¿n Quy mô và sự phân bå á lún do thi công há ào có liên quan Ãn nhiều yÃu 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 phòng ngừa có hiáu quÁ dựa trên c¡ sã các tiÃp c¿n về kinh nghiám và công tác o ¿c ngoài 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 lún l ái: là á lún bề mặt tái a xÁy ra rÃt gần vßi t°áng chÁn (chÿ yÃu là

lo¿i t°áng chÁn hẫng iển hình)

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

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

H e - Chi ều sâu hố đào; H p - Chi ều dài chân t°ờng chắn ngàm trong đất

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

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

ĐiÁu kiÇn môi tr°ãng

- Tòa nhà có tính di sÁn, nhà máy vßi các

thiÃt bá và máy móc chính xác, các tòa

nhà quan trọng có móng nông hoặc móng

I

II III

- Công trình thông th°áng móng nông

hoặc móng cọc ngÁn, các tián ích quan

Vßi từng khu vực °ÿc phân chia ã trên, giá trá chuyển vá cho phép:

BÁng 1.4 Tång hÿp giá trá chuyển vá cho phép [62]

Đá lún

xung quanh

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

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

khÁ năng rÃt cao xÁy ra hián t°ÿng cát chÁy vào há ào do dòng thÃm Để kiểm tra

há sá an toàn cÿa dòng 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 quÁ kiểm tra không thßa mãn thì có thể tăng chiều dày t°áng chÁn

Ãt hoặc có các bián pháp h¿ MNN bên ngoài há ào

h w -Chi ều cao cột n°ớc; Db-Chiều sâu chân cừ ngàm vào đất;

W-Trọng l°ợng khối đất; ɤ w -Trọng l°ợng riêng của n°ớc

Hình 1.5 Phân tích ån ánh dòng thÃm [76]

- Nguyên nhân do thi công: ái vßi các t°áng chÁn Ãt bằng cừ ván thép (cừ Larsen) rÃt dß xÁy ra hián t°ÿng này trong quá trình thi công, do không kiểm soát tát khiên các me cừ sÁ không 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 soát chÃt l°ÿng thi công không 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 công trình xung quanh

Trong quá trình thi công há ào, viác khÁc phāc hián t°ÿng n°ßc chÁy vào há

ào phÁi °ÿc ặc biát l°u ý ể quá trình thi công °ÿc thu¿n lÿi và Ám bÁo an toàn cho các kÃt cÃu bên trong N°ßc chÁy vào há ào do hai nguãn chính:

- N°ßc mặt: do thi công 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 toàn 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 toán thiÃt kà mát cách phù hÿp

a) Văng chống t¿i vị trí công trình lân cận; b) Chuyển vị của t°ờng khi đào xuống – 2,5m;

c) Chuy ển vị của t°ờng khi lắp đặt thanh chống – 2,0m; d) KhÁo sát t¿i vị trí công 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 công trình lân cận;

iều kián nền Ãt yÃu bao gãm:

- 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 mô-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

H-Chiều sâu hố đào; D-Chiều sâu chân cừ ngàm vào đất; Pp-Áp lực bị động;

Pa-Áp l ực chủ động; yp-KhoÁng cách từ áp lực bị động đến tâm xoay;

ɤ a-Kho Áng cách từ áp lực chủ động đến tâm xoay

Hình 1.7 Phân tích ån ánh há ào do mÃt cân bằng mô-men [10]

Há sá an toàn yêu cầu cho viác kiểm toán ån ánh há ào do mÃt cân bằng men là FOS g 1,2 [76]

mô 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 toàn tái thiểu yêu cầu FOSg1,5 GiÁi pháp tăng há sá ån ánh tr°áng hÿp này là h¿n chà ho¿t tÁi bên c¿nh há ào hoặc kéo dài t°áng chÁn Ãt ể nó ngàm vào trong lßp Ãt tát

H c -Chi ều sâu hố đào; H d -Chi ều sâu ngàm cừ trong đất; H s -Kho Áng cách từ tầng chống cuối cùng đến

đáy hố đào; a,b,c,d,e,o-Các điểm của tâm xoay; ω-Góc xoay; q s -Ho ¿t tÁi

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

- 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

B-Chiều rộng hố đào; H-Chiều cao cột n°ớc

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 ô 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 công trình hián hāu liền kề ã trên và d°ßi mặt Ãt

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

- 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 chà °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 hoàn toàn trên khiên ào

- MÃt mát do rßng: mÃt mát thể tích do khoÁng hã phía sau uôi khiên sau khi phun trám vāa phā thuác vào áp lực, thể tích và á chính xác cÿa công 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

- MÃt mát lâu dài do biÃn d¿ng lßp vß sau khi b¡m vāa, gây ra bãi sự truyền

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 VL, 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 kà 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 công tác

ào hầm (hình 1.10) Hình d¿ng cÿa rãnh lún phā thuác vào tính chÃt cÿa Ãt

Trong các iều kián không thoát 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

°ÿc xác ánh bằng các thông sá: mÃt mát thể tích (V L) và chiều ráng rãnh lún (K)

Trong đó:

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

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

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:

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

S max : á lún tái a trên trāc hầm;

V s : thể tích rãnh lún theo m ã phía tr°ßc hầm [m3/m], °ÿc tính bằng phần trăm VL cÿa o¿n hầm;

i: thông sá chiều ráng hào cáp °ÿc tính là , vßi >k? là hằng sá không

có ¡n vá, phā thuác vào lo¿i Ãt và >z0? 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 ôi song song, công thāc cho sự dách chuyển theo chiều thẳng

āng °ÿc thể hián bằng sự xÃp chãng cÿa hai °áng cong lún:

* ( ) ( )+ (1.2)

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

khác cao á)

O?Reilly & New (1982) [92] xác ánh trÁc dọc dách chuyển theo chiều ngang

Sh theo công thāc (1.3)

(1.3) Trong ó:

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

z0: 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

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 Sh:

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 thông 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

1.2 Tình hình nghiên c āu đáa kā thu¿t phāc vā xây dāng công trình giao thông

Nh° ã phân tích, quá trình thi công 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 thà 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 yÃu tá cÿa MTĐC óng vai trò quan trọng trong công tác khÁo sát, thiÃt kÃ, thi công các CTGTN [72], [73], [75], bãi vì khác vßi các lo¿i công trình khác, trong CTGTN, Ãt và á không chß cháu tÁi, mà còn là môi tr°áng bÁo vá công 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 công 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 mô tÁ iều kián d°ßi bề mặt Ãt, n¡i công trình hián hāu Tuy nhiên, các CTGTN th°áng là công trình d¿ng tuyÃn, 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, không chß dọc theo các tuyÃn công trình mà còn phÁi cÁ theo các MCN công trình, nhằm phÁn ánh chính xác cÃu t¿o áa chÃt t¿i khu vực xây dựng công 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 còn trong quá trình khai thác các CTGTN MNN d°ßi Ãt dâng cao do n°ßc mặt hoặc áp lực n°ßc ngầm, n°ßc thoát từ các nguãn và n°ßc trong Ãt, n°ßc chÁy dò từ các tuyÃn áng dẫn n°ßc,&có thể gây nên sự ẩy