đứt gãy kiến tạo

T GÃY KI N T O V I XÂY D NG CÔNG TRÌNH TH Y L I, TH Y I N VÀ V N XÁC NH, ÁNH GIÁ T GÃY Ph m H u Sy1 Tectonic fault with construction engineering and problem of its location identification and assessment Abstract: Tectonic faults are transformation of the Earth crust formed by tectonic movements In the breaking zone, rock is crushed to crumbs, and its strength reduces while permeability increases sharply In construction engineering, tectonic faults result in negative impact such as slope sliding, collapse of tunnel roofs, sudden flooding in tunnels, leaking of reservoir, even settlement of dams leading to cracks Despite of these serious risks of tectonic faults, norms of geological investigation has not requirements of precise identification of location and size of the faults By means of geological analysis methods, author of this paper analyses regional conditions of geology engineering, clarifies impact of faults to construction engineering and necessity of precise evaluation Based on this, precaution can be made for designers an investigators to avoid unexpected incidents Keywords: Tectonic faults, fault assessment, fault identification, fault with construction tv nđ Trong xây d ng công trình, đ c bi t công trình th y l i, th y n nhi u đ u có liên quan đ n đ t gãy ki n t o t gãy ki n t o m t d ng bi n v c a v Qu đ t, sinh v n đ ng ki n t o Trong trình v n đ ng c a v Qu đ t, l c ki n t o v t đ b n c a đá, t ng đá b đ t r i ph n đ t r i d ch chuy n t ng đ i v i H u qu c a s d ch chuy n m t ph m vi đá d c theo m t đ t gãy s b v v n mà đ c g i đ i phá h y ki n t o Tùy theo lo i đ t gãy mà chi u r ng đ i phá h y, m c đ phân v n đá s khác Chính đ i phá h y s nguyên nhân gây m t n đ nh lún, th m, tr t cho công trình Th nh ng th c t công tác kh o sát, thi t k không tr ng m c đ n chúng, h u qu v n x y s c công trình gây nhi u h u qu nghiêm tr ng, gây t n th t n ng n , k c t n th t v ng i Bài báo đ c p đ n nh ng b t c p nh ng gi i pháp x lý tình hu ng, nh ng g i ý đ phòng tránh r i ro tiêu chu n ch a đ c u ch nh cho phù h p Nh ng b t c p tiêu chu n xây d ng h u qu nh h gãy ki n t o ng c a đ t Chúng ta đ u bi t, đ b o đ m công trình xây d ng an toàn kinh t nhà n c ban hành tiêu chu n xây d ng đ qu n lý công tác kh o sát, thi t k thi công iv i công tác kh o sát cho xây d ng công trình th y l i có tiêu chu n TCVN 8477:2010 “Công trình thu l i - Yêu c u v thành ph n, kh i l ng kh o sát đ a ch t giai đo n l p d án thi t k ” i v i xây d ng th y n h ng m c c a công trình c ng gi ng nh công trình th y l i, ch khác có thêm nhà máy th y n tr m phân ph i n nên tiêu Tr ng i h c Th y l i Hà N i T: 0913552563; e-mail: phamhuusy54@gmail.com chu n TCVN 8477:2010 bao mà tiêu chu n riêng V công tác thi t k có tiêu chu n TCVN 8216 : 2009 “Thi t k đ p đ t đ m nén” tiêu chu n TCVN 9137: 2012 “Thi t k đ p bê tông bê tông c t thép” c k tiêu chu n nh n th y có m t s b t c p mà s đ c l n l t đ c p d i N u khu v c d đ nh xây d ng có đ t gãy l n c b c I, b c II có kh n ng tái ho t đ ng phát sinh đ ng đ t ch đ u t s có h p đ ng riêng v i c quan chuyên môn đ đánh giá c n th n V i đ t gãy th p h n, Tiêu chu n kh o sát TCVN 8477:2010 hoàn toàn quy đ nh v vi c xác đ nh, đánh giá chúng Tiêu chu n ch quy đ nh thành ph n, kh i l ng công vi c kh o sát cho t ng h ng m c công trình B i v y t v n kh o sát ch kh o sát cho h ng m c bình th ng mà hoàn toàn không ý đ n vi c ph i xác đ nh xác đ t gãy Các đ t gãy ki n t o ch đ c phát hi n tình c trình đo v đ a ch t công trình đo đ a v t lý Nh v y, đ t gãy t b c III tr xu ng ho c không phát hi n đ c ho c ch đ c xác đ nh v trí m t cách g n C p đ t gãy, đ r ng đ i phá h y, m c đ d p nát, s ng n c ch đ c đánh giá ch ng i v i hai tiêu chu n thi t k tiêu chu n TCVN 8216 : 2009 ch có m t câu nh t t i u 7.2.2.5 quy đ nh: “Trên m t n n đá, sau x lý c n dùng bê tông ho c v a xi m ng trát bít k n t, g gh , nham nh Chi u sâu x lý khe n t ho c v n v đ t gãy t đ n l n chi u r ng” Tiêu chu n TCVN 9137: 2012 c ng ch có m t u 4.6.3 liên quan đ n đ t gãy quy đ nh: “X lý n t n l n, đ t gãy b ng cách: a/ làm đ m hình nêm b ng bê tông c t thép d ng ph ng ho c vòm đ l c t thân đ p đ c truy n xu ng hai bên thành đá đ c t t h n; b/ đào thành chân khay b m t ph n đá x u sau đ bê tông (ho c bê tông c t thép) b t kín vòng đai t o thành nút nêm bê tông, sau đ bê tông thân đ p nút bê tông Nh v y có th th y r ng tiêu chu n thi t k quy đ nh không chi ti t cho t ng lo i đ t gãy, cho t ng c p đ đ t gãy khác T th c t có th th y r ng tiêu chu n ch a tr ng m c đ n đ t gãy h u qu nhi u s c x y Có th nêu m t s ví d minh h a Ví d đ u tiên s c m đá III c a công trình th y n B n V M đá III khai thác đá tr m tích cát b t k t đ đ p đ p có th n m đ s n d c v i góc nghiêng kho ng 500 S n t ng khai thác đ c thi t k v i góc nghiêng 720, v y l p đá b c t xén chân V i th n m b t l i nh v y l i đ c h tr thêm b i đ t gãy V-11 vuông góc m t t ng đá ch y su t t chân đ n đ nh s n d c phía ông đ t gãy V-12 phía đ nh, v y, khai thác m i đ n cao trình 273/205 x y tr t làm ch t 18 ng i vùi l p thi t b Bài h c đ t giá trình kh o sát m đá III đ t gãy IV-8, IV9, IV-10 đ c phát hi n nh ng đ t gãy V-11, V-12 không phát hi n đ c sau khai thác phát l v n không đ ý đ n chúng M t nh h ng khác c a đ t gãy ki n t o đ n v n đ n đ nh đ p công trình th y n Trung S n Trong trình kh o sát phát hi n th y ph m vi n n đ p có m t s đ t gãy có đ t gãy IV-13 ch y qua n n đ p theo ph ng chéo góc v i sông Tuy nhiên m móng không th y đ t gãy mà thay vào c ng có m t đ t gãy b c IV ch y vuông góc v i sông cách v trí c a đ t gãy kho ng 20m Các chuyên gia đ u cho r ng đ y đ t gãy IV-13 nh ng b l ch v trí Theo tiêu chu n TCVN 8216:2009 chi u sâu x lý t đ n l n chi u r ng V i đ t gãy IV-13, chi u r ng đ i phá h y kho ng 1,5m, nh v y ph i đào b l n nh t 4,5m Tuy nhiên đ i v i đ t gãy u đ c bi t đá h u nh không v v n mà ch b vò phân phi n m nh, đào đ n kích th c quy đ nh ki m tra b ng búa đá v n l c b c ch ti ng kêu không nh đá c a đ i IIA Theo yêu c u c a chuyên gia Ban An toàn đ p nhà th u v n ph i ti p t c đào sâu m r ng cho đ n gõ ti ng búa kêu m i B i v y cu i đào sâu đ n 7m chi u r ng đ n g n 8m N u ch th c hi n theo tiêu chu n m t cách máy móc ph n đ p đ p n n đá y u có th b lún gây n t đ p công trình r i ro đ c ng n ch n nh x lý c n th n mà không c ng nh c theo tiêu chu n Ví d th ba v nh h ng c a đ t gãy ki n t o đ n xây d ng công trình đ i v i h ng m c đ ng h m t gãy ki n t o gây r i ro cho đ ng h m nhi u nh t c ng gây t n th t nhi u nh t, k c tính m ng c a công nhân Do tiêu chu n kh o sát không yêu c u ph i xác đ nh xác v trí, h ng quy mô c a đ t gãy, v y đào đ ng h m đ t gãy có th đ c b t g p m t cách b t ng mà gi i pháp đ i phó tr c, s x y s t đ ng h m, v n đá n c p vào đ ng h m đ t ng t, công nhân không ph n ng k p có th b vùi l p S c s t đ ng h m c a công trình th y n Buôn Ku p x y nh v y làm ch t công nhân Trên m t s tr ng h p s r t nhi u tr ng h p x y minh ch ng cho s nh h ng c a đ t gãy ki n t o Tóm l i, b t c p c a tiêu chu n xây d ng, đ t gãy ki n t o không đ c đánh giá xác x lý đ n d n đ n r i ro l n cho xây d ng công trình Trong tiêu chu n xây d ng ch a đ c u ch nh xin có m t s khuy n cáo d i đ mong h n ch đ c r i ro i u tra, kh o sát đánh giá đ t gãy ki n t o tránh r i ro có th x y ra, ti p nh n h s thi t k nhà th u thi công c n nghiên c u k tài li u, phân tích k u ki n đ a ch t công trình c a khu v c, đ tin c y c a tài li u kh o sát s phù h p c a tài li u thi t k N u c n thi t nên l p k ho ch kh o sát b sung đ đánh giá đ t gãy Sau m t s g i ý cho m t s tr ng h p th ng g p ánh giá đ t gãy đ i v i v n đ n đ nh s n d c Nh nêu trên, đ t gãy th ng chia c t s n d c, t o s n đ ng biên cho kh i tr t, v y h s thi t k có h ng m c c t xén s n d c c n ph i h t s c ý Vi c đ u tiên ph i đo v l i s n d c n i có h ng m c c t mái Các d u hi u đ a hình nh s thay đ i đ t ng t đ cao m t đ t, s có m t b c đ a hình nh ng d u hi u đáng l u ý Chú ý r ng d u hi u th hi n rõ đ t gãy ngh ch đ i v i đ t gãy thu n th hi n m nh t h n N u n n đá magma đ ng nh t v thành ph n nh granite, bazan vi c xác đ nh đ t gãy d dàng nh ng n u đá tr m tích l c nguyên u n n p s khó h n Lúc s thay đ i b m t đ a hình có th s phân c t c a đ t gãy nh ng c ng có th t c đ phong hóa khác c a l p khác v thành ph n Nên k t h p công tác đo v đ a ch t công trình v i đo đ a v t lý n ho c đ a ch n đ xác đ nh đ c xác v trí đ t gãy C ng nh đ i v i y u t đ a hình, đo đ a v t lý s thay đ i giá tr thông s đo có th đ i cà nát nh ng c ng có th l p tr m tích có thành ph n tính ch t y u h n xen k p Sau xác đ nh đ c v trí nên ti n hành khoan m t đ n hai h khoan đ t gãy cho có th l y đ c m u đá, thí nghi m SPT b m hút n c thí nghi m tr c ti p t đ i phá h y c a đ t gãy M t vi c n a h t s c l u ý ki m toán kh i tr t Thông th ng kh o sát cho xây d ng h ch a ng i kh o sát th ng l y m u t t t c h ng m c n n vai đ p, n n nhà máy, tháp u áp… đem cho thí nghi m k t qu x lý g p chung đ thành m t t p h p ch tiêu tính toán Không l n th y t p h p ch tiêu dùng đ tính toán n đ nh s n d c vai đ p l i m t m u thí nghi m l y t vai đ p Ng i kh o sát ch phân chia l p/đ i theo m t c t mà không quan tâm đ n s bi n đ i không gian c a ch tiêu Sau có t p h p ch tiêu chung ng i thi t k tính n đ nh m t cách máy móc mà không ý đ n đ c m hình thái s n d c c th , có ngh a r ng ng i thi t k l p ráp ch tiêu đ c cung c p vào ph n m m, cho tâm tr t ch y m t mi n D đ tìm h s n đ nh nh nh t mà không quan tâm có b nh h ng b i đ t gãy ph m vi kh i tr t tính hay không B i v y nhà th u c n ki m toán n đ nh mái d c v i ch tiêu u ki n đ a ch t công trình c a n i s n d c đ nh c t xén Ph i ki m toán v i kh i tr t c th có đ t gãy tham gia làm u ki n biên v i ch tiêu tính toán c a v t li u đ i đ t gãy có th tính đ n nh h ng c a u ki n biên ki m toán, ph ng pháp tr t ph ng thông th ng ng i thi t k có th tham kh o s d ng ph ng pháp 2D c i ti n đ tính cho kh i tr t 3D nh trình bày k y u H i ngh Khoa h c th ng niên c a Tr ng ih c Th y l i l n th nh t ánh giá đ t gãy đ i v i v n đ n đ nh đ ng h m Khi đào đ ng h m r t nhi u tr ng h p n đ ng h m g p đ t gãy ki n t o Trong tr ng h p đ t gãy b c IV tr lên đ n đ nh c a đ ng h m ph thu c r t nhi u vào t ng quan gi a tr c đ ng h m m t đ t gãy có th chia làm hai tr ng h p Tr ng h p th nh t tr c đ ng h m trùng ho c g n trùng ph ng v i m t đ t gãy Khi dù đ t gãy thu n, ngh ch hay đ t gãy ngang c ng r t b t l i, nhiên đ t gãy ngh ch v i m c đ cà nát cao có s ng n c nguy hi m nh t V n đá c a đ i phá h y ki n t o s r i t xu ng đ ng h m gây c n tr thi công Trong nhi u tr ng h p đ n v nhà th u kinh nghi m không th thi công v t qua đ c Thông th ng đ ng h m b t đ u ti p c n đ t gãy, v n đá b t đ u m t n đ nh lã tã r i báo đ ng cho công nhân s p có s c , v y không gây b t ng d n đ n ch t ng i ng h m giao v i đ t gãy h m góc nghiêng c a m t đ t gãy l n nguy hi m h n giao m t bên góc nghiêng nh Tr ng h p th hai đ ng h m c t chéo góc ho c vuông góc ph ng phát tri n c a đ t gãy Trong tr ng h p góc nghiêng c a m t đ t gãy th đ c a so v i chi u ti n c a đ ng h m r t quan tr ng C ng nh tr ng h p th nh t, góc nghiêng c a m t đ t gãy l n đ nguy hi m trình thi công cao, tr tr ng h p thi công b ng TBM ho c b ng khiên N u góc nghiêng c a m t đ t gãy không d c có chi u đ v phía ng i đào r t nguy hi m v n đá có th s t b t ng tr c ti p vào ng i đào, ng c l i, n u m t đ t gãy đ v phía g ng h m nguy hi m h n Kinh nghi m thi công đ ng h m cho th y n u có chu n b có gi i pháp phòng ng a tr c v t qua đ t gãy d dàng nh ng n u đ v n đá t t r i x lý s t n h n, t c đ thi công ch m h n Gi s thi công đ ng h m b ng ph ng pháp khoan n g ng h m ti n g n đ n đ t gãy, ti n hành khoan neo v t tr c thi công c th ti n v t qua đ c đ t gãy nh ng n u đ đá t t t o kho ng h r i đá d t t, khoan v t tr c khó kh n h n đá không đ ch t đ gi neo B i v y, c n xác đ nh xác v trí đ t gãy, chi u r ng đ i cà nát, m c đ cà nát s ng n c C ng nh tr ng h p v trí đ t gãy có th xác đ nh ban đ u theo d u hi u đ a hình, đ a v t lý Sau xác đ nh đ c v trí đ t gãy b m t ti n hành khai đào đ đo góc nghiêng c a m t đ t gãy t v s đ đ xác đ nh v trí giao v i tr c đ ng h m L u ý r ng m t đ t gãy ki n t o có th phát tri n gãy khúc theo không gian nh ng th ng theo đ sâu, v y, xác đ nh góc nghiêng m t đ t gãy t m t có th suy di n v trí giao v i tr c đ ng h m d i sâu v i sai l ch không nhi u Sau xác đ nh đ c v trí, c n c đ c tr ng đ r ng đ i cà nát, m c đ cà nát s ng n c đ đ gi i pháp ng phó Khác v i tr ng h p đánh giá đ t gãy đ i v i v n đ n đ nh s n d c, đ sâu h m không nh nên xác đ nh đ c tr ng c a đ t gãy b ng cách khoan l y m u, thí nghi m SPT hút n c thí nghi m s r t t n ph i khoan sâu Vì v y, c n ng x khác Sau xác đ nh đ c v trí xác, vi c xác đ nh đ c tr ng v đ r ng đ i cà nát, m c đ cà nát s ng n c nên ti n hành trình thi công đào đ ng h m Khi đào đ n g n đ t gãy dùng ph ng pháp đ a v t lý đ xác đ nh nhanh đ c tr ng đ gi i pháp ch ng đ ánh giá đ t gãy đ i v i v n đ n đ nh n n đ p Nh nêu trên, n n đ p có đ t gãy b c IV tr lên có th gây m t n đ nh v s c ch u t i, bi n d ng lún th m m t n c đáng k Tiêu chu n thi t k đ p đ t đ m nén TCVN 8216 : 2009 quy đ nh x lý đ t gãy n n b ng cách đào b đá v n v t đ n l n chi u r ng đ bù bê tông b t k lo i đ t gãy gì, quy mô nh th lo i đá Tiêu chu n không nêu rõ t ng tr ng h p c th , ng i thi t k không nên áp d ng máy móc nh v y mà c n ph i linh ho t ph thu c vào t ng tr ng h p c th N u n n đ p có đ t gãy b c IV, theo b ng phân lo i đ t gãy tiêu chu n TCVN 42532012 chi u r ng đ i phá h y có th đ t hàng ch c đ n hàng tr m centimet, có ngh a r ng có th đ t đ n 9m nh v y ph i đào sâu 9m đ n 27m l n Ng c l i, nh ví d n n công trình th y n Trung S n nêu vùng đ t gãy ki n t o đá phi n sét không b v v n mà ch b vò, u n n p phân phi n m nh, trông v n gi ng nh đá xung quanh v màu s c tính li n kh i nh ng tính ch t b suy gi m, n u ch c n c vào chi u r ng đ i cà nát mà đào sâu t i đa ch 4,5m ch a đ t yêu c u Vì v y, cho r ng gi i pháp đào b v n đá v i đ sâu b ng 1-3 l n chi u r ng mà không quan tâm đ n v n đ khác ch áp d ng cho tr ng h p đ t gãy nh i v i đ t gãy l n ch xem xét áp d ng đ thu h p b r ng đ i phá h y theo chi u sâu ph i nhanh cho sau đào b đá v n đ p bù bê tông kh i bê tông bù ph i có d ng hình nêm rõ r t, ch u l c truy n h t sang hai bên nh hình nêm đ không b lún gây n t đ p i u quan tr ng sau đào b d n s ch c n ki m tra ch t l ng đá hai bên b vách c a đ t gãy b o đ m gõ búa ti ng kêu ph i đ ch ng t đá thu c đ i IIA, c n th n l y m u tr c ti p t i b vách thí nghi m nén đ ki m tra i v i tr ng h p n n đ p đá vôi l i có đ t gãy ch y qua nh c a th y n S p Vi t dù đ t gãy nh , không nh ng đào b v n đá đ p bù bê tông nh tiêu chu n thi t k quy đ nh mà c n khoan ph t vào đ i phá h y v i góc nghiêng khoan b ng góc nghiêng c a m t đ t gãy đ b o đ m toàn b h khoan ph t xi m ng vào đ i đá v v n K t lu n, ki n ngh : T nh ng phân tích có th rút m t s k t lu n, ki n ngh nh sau: t gãy ki n t o m t nh ng nguyên nhân gây m t n đ nh công trình xây d ng c v ph ng di n tr t, lún th m Các tiêu chu n v kh o sát đ a ch t công trình không quy đ nh b t bu c ph i xác đ nh xác v trí đ t gãy, đánh giá đ n đ c tr ng c a đ t gãy b t c p, có th d n đ n r i ro thi t k xây d ng công trình Trong tiêu chu n kh o sát ch a đ c thay đ i, đ gi m thi u r i ro nhà th u tr c thi công c n t kh o sát đánh giá đ t gãy, đ gi i pháp ch đ ng đ i phó Khi áp d ng gi i pháp x lý đ t gãy c n tuân th tiêu chu n xây d ng nh ng đ ng th i ph i linh ho t, phù h p v i t ng u ki n c th b o đ m ch t l ng công trình Tài li u tham kh o: Báo cáo kh o sát đ a ch t công trình d án th y n S p Vi t Công ty c ph n T v n iên th c hi n Báo cáo kh o sát đ a ch t công trình d án th y n Trung S n Công ty c ph n T v n iên th c hi n Báo cáo kh o sát đ a ch t công trình d án th y n B n V Công ty c ph n T v n xây d ng i n th c hi n Báo cáo kh o sát đ a ch t công trình d án th y n Sông Tranh Công ty c ph n T v n xây d ng i n th c hi n Tony Waltham “Foundations of Engineering Geology”, third edition, Taylor and Francis 2009 Tiêu chu n Vi t Nam TCVN 9137:2012 “Công trình th y l i – Thi t k đ p bê tông bê tông c t thép” Tiêu chu n Vi t Nam TCVN 8477:2010 “Công trình th y l i - Yêu c u v thành ph n, kh i l ng kh o sát đ a ch t giai đo n l p d án thi t k ” Tiêu chu n Vi t Nam TCVN 8216 : 2009 “Thi t k đ p đ t đ m nén” Tóm t t: t gãy ki n t o m t d ng bi n v c a v Qu đ t, sinh v n đ ng ki n t o Trong ph m vi đ i phá h y đá b v v n, cà nát, suy gi m m nh v kh n ng ch u t i t ng m nh tính th m Trong xây d ng công trình đ t gãy ki n t o có th gây nhi u tác d ng x u nh tr t mái d c, s t đ ng h m, n c p đ t ng t vào đ ng h m, m t n c t h ch a, lún không đ u làm n t đ p Tuy đ t gãy ki n t o có th gây r i ro l n nh v y nh ng tiêu chu n v kh o sát đ a ch t không đ t yêu c u xác đ nh xác v trí đánh giá xác quy mô c a đ t gãy S d ng ph ng pháp phân tích đ a ch t tác gi báo ti n hành phân tích u ki n đ a ch t công trình khu v c,làm rõ vai trò c a đ t gãy đ i v i xây d ng công trình s c n thi t ph i đánh giá xác đ t gãy nh m c nh báo ng i kh o sát thi t k đ tránh s c đáng ti c có th x y T khóa: trình t gãy ki n t o, đánh giá đ t gãy, nh n d ng đ t gãy, đ t gãy v i xây d ng công ... đ t gãy có đ t gãy IV-13 ch y qua n n đ p theo ph ng chéo góc v i sông Tuy nhiên m móng không th y đ t gãy mà thay vào c ng có m t đ t gãy b c IV ch y vuông góc v i sông cách v trí c a đ t gãy. .. đ t gãy có th chia làm hai tr ng h p Tr ng h p th nh t tr c đ ng h m trùng ho c g n trùng ph ng v i m t đ t gãy Khi dù đ t gãy thu n, ngh ch hay đ t gãy ngang c ng r t b t l i, nhiên đ t gãy. .. t ph i đánh giá xác đ t gãy nh m c nh báo ng i kh o sát thi t k đ tránh s c đáng ti c có th x y T khóa: trình t gãy ki n t o, đánh giá đ t gãy, nh n d ng đ t gãy, đ t gãy v i xây d ng công