Phân tích độ lún nền đường trong thi công hầm khiên đào tuyến metro số 01 Tp. HCM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN ANH TUẤN PHÂN TÍCH ĐỘ LÚN NỀN ĐƯỜNG TRONG THI CÔNG HẦM KHIÊN ĐÀO TUYẾN METRO SỐ 01 TP HCM Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 60 58 02 1 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Minh Tâm Cán chấm nhận xét : TS Phạm Văn Hùng Cán chấm nhận xét : TS Nguyễn Ngọc Phúc Luận vãn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 13 tháng 07 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận vãn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: Thư ký: Phản biện 1: Phản biện 2: Uỷ viên: PGS TS Võ Phán TS Đỗ Thanh Hải TS Phạm Văn Hùng TS Nguyễn Ngọc Phúc PGS.TS Nguyễn Bá Vinh Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KTXD ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẰN ANH TUẤN MSHV: 1670182 Ngày tháng năm sinh: 14/12/1987 Nơi sinh: Quảng Trị Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60 58 02 11 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ĐỘ LÚN NỀN ĐƯỜNG TRONG THI CÔNG HẦM KHIÊN ĐÀO TUYẾN METRO SỐ 01 TP HCM II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mở đầu Chuơng 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Phân tích mơ độ lún đường thi cơng hàm khiên đào tuyến metro so 01 Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 26/02/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17/06/2018 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN MINH TÂM Tp HCM, ngày 17 tháng 06 năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS Nguyễn Minh Tâm CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS Lê Bá Vinh TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn đặc biệt đến PGS TS Nguyễn Minh Tâm, thầy hướng dẫn tận tâm, định hướng cho tác giả trình thực đề tài nghiên cứu Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể q Thầy Bộ mơn Địa Cơ Nền Móng hết lòng với học viên, tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý giá, giúp tác giả có đầy đủ tảng kiến thức để thực đề tài Thêm nữa, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình bạn bè, đồng nghiệp, đặc biệt anh chị nhóm học tập chung từ ngày đầu tham gia khoá học, hỗ trợ, động viên dành cho tác giả suốt thời gian qua Kính chúc người nhiều sức khoẻ điều tốt đẹp Thành phố Hồ Chi Minh, thảng 06 năm 2018 Học viên Trần Anh Tuấn TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn sử dụng liệu thục tế tuyến Metro số 01, gói thầu CP-lb, đoạn hầm ngầm từ Ga Ba Son đến Ga Nhà hát, để tính tốn phân tích độ lún Các liệu ghi nhận cụ thể cho tuyến hầm bao gồm số liệu địa chất - thủy văn, cơng trình hữu bên trên, trình tự biện pháp thi cơng, đặc điểm kết cấu hầm kết đo quan trắc lún thực địa Luận văn vào phân tích lún tuyến hầm này, sử dụng mô mặt cắt dọc theo tuyến phần mềm Plaxis 8.5, so sánh với kết quan trắc thực tế, từ đánh giá thơng số gây tác động đến lún Kết cho thấy với thông số địa chất chọn, đa số mặt cắt cho kết độ lún phù hợp với thực tế, nhiên số mặt cắt lại cho kết sai khác lớn Ngoài ra, độ lún cho thấy phụ thuộc lớn vào hệ số mát thể tích, mơ hệ số co vỏ hầm phần mềm Plaxis Tính tốn cho thấy với hệ số 1.5% cho dọc tuyến, kết cho thấy độ lún tính tốn đa số mặt cắt phù hợp với thực tế, gần không sai khác nhiều ABSTRACT This thesis used real data from Ho Chi Minh City Urban Railway Construction Project, line 1, contract package lb, underground section from Bason station to Opera House station, to analyse settlement of the ground The recorded data include geotechnical and water information, the existed buildings, construction method, properties of tunnel lining and surveyed settlement data This thesis analysed vertical deformation of this tunnel section, by using Plaxis 8.5, to model sections along the undergound line, and then compare with survey data, to evaluate parameters that affectted to ground settlement The result shows that with one selected set of geotechnical parameters, most of analized sections have ground movement comformed with actual data, but some sections have big difference And the settlement, is depended significantlt on the volume loss, that is simulated by contraction increment ratio to the tunnel lining With this ratio is 1.5% for all sections, the calculated results and real surveyed data are the same, and along the tunnel line, the ground settlements are not so different MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC KÍ HIỆU PHẰNMỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích nhiệm vụ Đối tượng phạm vi nghiên cứu 10 Cơ sở lý luận phương pháp nghiên cứu 10 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu 10 CHƯƠNG - TỔNG QUAN 11 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 11 Nghiên cứu Sengupta A 11 Nghiên cứu Fang, Y 12 Nghiên cứu Mooney, M.A 14 Nghiên cứu Wang 15 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 17 1.3 Những vấn đề tồn 20 1.4 Những vấn đề mà đề tài tập trung nghiên cứu, giải 20 CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT 22 2.1 Biến dạng đất 22 2.2.1 Vùng biến dạng 22 2.1.2 Yếu tố ảnh hưởng đến trình biến dạng 22 2.1.3 Các thành phần biến dạng 23 2.1.4 Lún mặt đất 25 2.2 Phương pháp Peck Schmidt 25 2.3 Phương pháp Cording Hansmire 27 2.4 Phương pháp Atkinson Potts 29 2.5 Phương pháp Attewell Woodman 31 2.6 Phương pháp O'Reilly New 32 2.7 Phương pháp Lin Hou 33 2.8 Phương pháp Fang, Y., He, c., Nazem, A 34 2.9 Ảnh hưởng biến dạng mặt đất đến cơng trình xây dựng gần kề 34 CHƯƠNG - PHÂN TÍCH ĐỘ LÚN NỀN ĐƯỜNG TRONG THI CÔNG HẦM KHIÊN ĐÀO TẠI TUYẺN METRO SỐ 01 TP HCM 37 3.1 Giới thiệu công nghệ hầm khiên đào 37 Cấu tạo máy TBM cho đất mềm 37 3.2 Giới thiệu tuyến Metro số 01 thành phố HCM, gói thầu CP-lb 38 3.2.1 Các ga ngầm 39 3.2.2 Hầm khoan 39 3.2.3 Cơng trình hữu 39 3.3 Kết Khảo sát Địa chất 40 3.3.1 Số lượng hố khoan khảo sát địa chất 40 3.3.2 Mặt mặt cắt địa chất 40 3.3.3 Thí nghiệm trường 40 3.3.4 Thí nghiệm phòng 41 3.3.5 Quan trắc mực nước ngầm 41 3.4 Điều kiện đất địa chất 42 3.4.1 Đất đắp 42 3.4.2 Đất bồi 42 3.4.3 Đất lũ tích 43 3.4.4 Điều kiện mực nước ngầm 43 3.5 Trình tự thi cơng 44 3.5.1 Công tác gia cố đất khu vực phóng máy TBM 44 3.5.2 Phóng máy TBM khoan bước đàu 44 Cơng tác chuẩn bị trước phóng máy TBM 44 Chi tiết q trình phóng 45 3.5.3 Đào thức 46 3.5.4 Đón đầu khoan phía ga Nhà hát 46 3.5.5 Quy trình lắp ráp vỏ hầm 48 3.6 Tính tốn độ lún 49 3.6.1 Thông số vật liệu 50 a Thông số vỏ hầm 50 b Thông số đất 51 c Thông số Plate 52 3.6.2 Các mặt cắt mô 53 a Mặt cắt KM 0+861 53 b Mặt cắt KM 0+940 53 c Mặt cắt KM 0+966 53 d Mặt cắt KM 1+033 54 e Mặt cắt KM 1+086 54 f Mặt cắt KM 1+161 55 g Mặt cắt KM 1+235 55 h Mặt cắt KM 1+320 56 i Mặt cắt KM 1+400 56 j Mặt cắt KM 1+534 57 3.6.3 Lún thicông tuyến Đông 58 KM 0+861 58 KM 0+940 58 KM 0+966 59 KM 1+033 60 KM 1+086 60 KM 1+161 61 KM 1+235 62 KM 1+320 62 KM 1+400 63 KM 1+534 64 3.6.4 Lún thicông tuyến Tây 65 KM 0+861 65 KM 0+940 65 KM 0+966 66 KM 1+033 67 KM 1+086 67 KM 1+161 68 KM 1+235 69 KM 1+320 69 KM 1+400 70 KM 1+534 71 3.7 Đối chiếu với kết quan trắc 71 3.7.1 Lún tuyến Đông 71 3.7.2 Lún tuyến Tây 73 3.8 Đánh giá kết 73 CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 Kết nghiên cứu 74 Kiến nghị hướng nghiên cứu 74 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 BÁO CÁO NHANH KÉT QUẢ QUAN TRẮC QUICKLY REPORT OF MONITORING RESULTS (KHU vực TBMS/TBMS AREA) QUAN TRẮC LỦN CƠNG TRÌNH LÂN CẬN VÀ LÚN NÈN ADJACENT BUILDING AND GROUND SETTLEMENT MONITORING QUAN TRẮC NGHIÊNG CƠNG TRÌNH LÂN CÂN ADJACENT BUILDING TILT MONITORING' PROJECT: HO CHI MINH CITY URBAN RAHWAY CONSTRUCTION PROJECT BEN THANH-SUOI TIEN SECTION (LINE 1) CONTRACT PACKAGE IB: CIVIL (UNDERGROUND SECTION FROM KM 0+615 TO KM2+360) fyHCM 20/11/17 CÔNG TÁC QUAN TRẮC NÈN VÀ CỔNG TRÌNH TẠI KHU vực TBMS/ GROUND AND BUILDING MONITORING AT TBMSAREA BẢNG 1.1: NHẬT KÝ QUAN TRẲC NỀN VÀ CƠNG TRÌNH KHU vực TBMS TABLE 1.1: RECORD OF GROUND AND BUILDING MONITORING AT TBMS BIÊU ĐỔ BIÊU DIÊN LÚN MỐC QUAN TRẮC NẾN GROUND SETTLMENT CHART OF MONITORING MARKS 4■ — 0■ (mm) T~"'i —-A > DO ới -4 ■ X?* — — M— I JI r ' -iL Ị r -14 “ 16 !< Ị” iii — -IU n w — 1VWB BH V BBrJv taririi r»n —3K -2 - 4- — —I -18 -22 ■ — — -J — -28 ■ — — 15/04/17 Sattamant 13/11/17 — ị - 14/11/17 Sattamarrt Sattamant 15/11/17 Sattamant — — 16/11/17 17/11/17 18/11/17 Sattamerrt Sattament Sattamant 20/11/17 Sattamarrt -*-GT048 0.0 ■2.9 ■2.9 ■2.9 ■2.8 ■2.8 ■2.8 ■2.8 —•— GT049 0.0 -5.2 -5.3 -5.3 -5.4 -5.3 -5.3 -5.3 -*- GT050 0.0 -2.1 -2.1 -2.2 -2.2 -2.1 -2.2 -2.0 —GTŨ51 0.0 -7.1 -7.2 0.0 -2.2 -2.3 -7.2 -2.4 -7.2 -2.4 -7.2 -2.4 -7.3 -2.4 -7.2 -2.4 -3.3 -3.4 -3.5 -3.5 -3.5 -3.5 -3.5 0.0 -5.0 -5.0 -5.1 -5.2 -5.1 -5.1 -5.0 0.0 -1.9 -2.0 -2.0 -2.1 -2.0 -2.1 -1.9 0.0 -9.3 -9.4 -9.4 -9.4 -9.3 -9.4 -9.2 GT057 0.0 -0.7 -0.8 -0.8 -1.0 -0.8 -0.9 -0.7 GT058 0.0 -0.4 -0.5 -0.5 -0.6 -0.5 -0.6 -0.4 GT059 0.0 -0.7 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.7 -0.8 GTŨ6O 0.0 ■0.9 ■0.9 ■1.0 ■1.0 ■0.9 ■1.0 -0.8 0.0 ■0.4 -0.5 ■0.6 -0.6 ■0.6 ■0.6 ■0.4 0.0 ■0.8 ■1.0 ■1.0 ■1.1 ■0.9 ■1.0 -0.8 0.0 0.0 ■2.3 -4.9 ■2.3 ■5.0 ■2.4 ■5.2 ■2.5 -5.3 ■2.4 ■5.2 ■2.4 -5.2 ■2.3 ■5.1 - GTŨ65 0.0 -4.2 -4.3 -4.4 -4.6 -4.4 -4.6 -4.3 - GTŨ66 0.0 -4.6 -4.6 -4.6 -4.9 -4.8 -4.8 -4.8 — GTŨ67 0.0 -2.6 -2.5 -2.7 -2.8 -2.6 -2.7 -2.6 = GT052 — GTŨ53 — GTŨ54 GTŨ55 -»“GT056 *- GTŨ61 GTŨ62 GTŨ63 GTŨ64 0.0 Alert Level -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 Astlan Laval -27.0 -27.0 -27.0 -27.0 -27.0 -27.0 -27.0 -27.0 -30.0 -30.0 -30.0 -30.0 -30.0 -30.0 -30.0 -30.0 - Alarm Level BIÊU ĐỒ BIÊU DIẼN LÚN MỐC QUAN TRẮC NỀN GROUND SETTLMENT CHART OF MONITORING MARKS ■30 ■ 15/04/17 13/11/17 14/11/17 15/11/17 16/11/17 17/11/17 18/11/17 20/11/17 Sattamant Sattamant Ssttamant Sattamant Sattamant Sattamant Sattemant Sattamant —GTŨ88 0.0 ■2.9 -2.9 ■2.7 -2.6 -H-GTŨB9 0.0 -3.0 -3.1 -3.0 -2.8 -3.8 4.0 4.0 -3.8 -W-GT090 i- GTŨ91 0.0 0.0 -3.2 -3.3 -3.2 -3.1 GTŨ02 0.0 -2.9 -3.1 -3.0 -2.8 GT093 0.0 -2.7 -2.9 -2.8 -2.5 GTO04 0.0 -2.0 -2.2 -2.1 -2.0 0.0 -8.6 -8.7 -8.7 -8.5 GTŨS6 0.0 -2.8 -2.9 -2.9 -2.7 GT097 0.0 -3.1 -3.2 -3.1 -3.1 GT098 0.0 -2.5 -2.6 -2.4 -2.2 GT099 0.0 5.7 5.5 5.6 5.8 GT1Ũ0 0.0 Ũ.4 0.2 0.2 0.5 GT1Ũ1 0.0 1.5 GT102 0.0 -3.9 4.2 4.1 -3.8 GT103 0.0 ■3.2 -3.3 ■3.2 -3.0 — GT104 0.0 -3.2 -3.4 -3.3 -3.1 -■GT105 0.0 -2.8 -3.0 -3.0 -2.8 —GT106 -•-GT107 0.0 -8.0 -5.4 -8.3 -5.6 -8.4 -5.7 -8.3 -5.4 —GTŨ95 Alert Laval Action laval —Alarm Level 0.0 -24.0 -27.0 -30.0 1.3 1.4 1.8 -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 -24.0 -27.0 -30.0 -27.0 -30.0 -27.0 -30.0 -27.0 -30.0 -27.0 -30.0 -27.0 -30.0 -27.0 -30.0 BIÊU ĐỒ BIÊU DIỄN LÚN MÓC QUAN TRÁC NỀN GRƠMVĐ SETTLMENT CHART OF MONITORING MARKS T Settlei a s s -10 s= == Ỉ- 1H - I—# —I iN (LULU ) ■p — r— J - _ _u T - -20 ■ ' — - - -22 - JJ_ -28 ■ -28 ■ ■ vaiivra ■ 15/04/17 13/11/17 14/11/17 15/11/17 16/11/17 17/11/17 18/11/17 20/11/17 Sattament Sattamant Sattamarrt Sattamant Sattamarrt Sattamant Sattamarrt Sattamant = GT108 0.0 -3.8 ■4.1 ■4.2 -3.8 —**-