Bài báo trình bày những kết quả khảo sát hiện trạng nhà cửa, điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn quận 1 và 3 Tp. HCM. Qua đó xem xét những tai biến tự nhiên và nhân tạo có thể xảy ra tại khu vực nghiên cứu: Động đất, lún mặt đất do khai thác NDĐ, xây dựng và khai thác các công trình...
TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 11 - 2008 HIỆN TRẠNG NHÀ CỬA KHU VỰC QUẬN I VÀ III TP HCM VÀ NHỮNG RỦI RO CÓ THỂ XẢY RA KHI XUẤT HIỆN NHỮNG TAI BIẾN ĐỊA CHẤT Nguyễn Việt Kỳ(1), Nguyễn Hồng Phương(2), Nguyễn Hồng Bàng(3), Trần Anh Tú(1) (1) Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM (2) Viện Địa chất & Địa vật lý biển, Hà Nội (3) Liên đồn Địa chất Thủy văn-Địa chất Cơng trình Miền Nam (Bài nhận ngày 29 tháng 05 năm 2008, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 10 tháng 11 năm 2008) TÓM TẮT: Bài báo trình bày kết khảo sát trạng nhà cửa, điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thủy văn quận Tp HCM Qua xem xét tai biến tự nhiên nhân tạo xảy khu vực nghiên cứu: Động đất, lún mặt đất khai thác NDĐ, xây dựng khai thác cơng trình ngầm tác động chúng tới cơng trình Từ khóa: Cụm cơng trình, tai biến, lún bề mặt đất, hóa lỏng đất GIỚI THIỆU Nhằm phục vụ cho đề tài nghiên cứu “Đánh giá rủi ro động đất khu vực quận phương pháp GIS”, nhóm đề tài tiến hành khảo sát trạng nhà cửa khu vực hai quận nói Phương pháp khảo sát trạng nhà cửa khu vực nghiên cứu phương pháp thực địa lập phiếu điều tra cho khối nhà có kết cấu Công tác tiến hành với hợp tác Cơng ty Kiểm định Sài Gịn Với 10 nhóm điều tra, nhóm người gồm 01 kỹ sư kết cấu 01 sinh viên địa kỹ thuật, khảo sát lập 6718 phiếu cho toàn quận Mục đích điều tra, ngồi kết cấu, nhóm cịn khảo sát chức sử dụng khối nhà Phân loại nhà cửa sử dụng phân loại FEMA 178, “Sổ tay đánh giá địa chất cho cơng trình xây dựng NERHP [FEMA, 1992] ngồi ra, loại cơng trình cịn phân chia theo chiều cao (L, M, H) KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG Kết điều tra khảo sát trạng nhà cửa quận cho thấy khu vực quận phân bố chủ yếu 17 loại nhà thuộc nhóm W1, C1, C3, , S2, S3, S4, S5, S5H, RM2, URML Chi tiết loại nhà nêu bảng Bảng Phân loại nhà quận Tp HCM theo kết cấu No Ký hiệu Mô tả W1 S1H S2L S3 S4H S5L S5H Nhà gỗ, khung nhẹ (mét vuông ≤464,5) Khung thép mô men Khung thép giằng Khung thép nhẹ Khung thép với tường bên bê tông đúc chỗ (cast-in-place) Khung thép với tường bao xây gạch không gia cố Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Chiều cao Xếp loại Điển hình Tính chất Số tầng Số tầng m 1-2 4,27 Cao tầng Thấp tầng ≥8 1-3 Tất 13 47,55 7,32 4,57 ≥8 1-3 ≥8 13 13 47,55 7,32 47,55 Cao tầng Thấp tầng Cao tầng Trang 49 Science & Technology Development, Vol 11, No.11 - 2008 C1L C1M 10 11 12 C1H C3L C3M 13 14 15 C3H RM2L RM2M 16 17 RM2H URML Khung bê tông chịu mơ men Nhà có khung bê tơng với tường bay xây gạch không gia cố Khu bê tông đúc sẵn với tường bê tơng Nhà có tường chịu lực xây khơng gia cố Thấp tầng Trung bình Cao tầng Thấp tầng Trung bình Cao tầng Thấp tầng Trung bình Cao tầng Thấp tầng 1-3 4-7 6,09 15,24 ≥8 1-3 4-7 12 36,58 6,09 15,24 ≥8 1-3 4-7 12 36,58 6,09 15,24 ≥8 1-3 12 36,58 4,57 Như vậy, cụm cơng trình loại C3L chiếm 45,5%, 23,8% thuộc loại C3M, 21,83% thuộc nhóm URML Cịn loại nhà khác chiếm tỷ lệ không đáng kể Sau nhập liệu nhà cửa, kết phân loại biểu diễn theo cụm cơng trình đồ tỷ lệ 1/2000 Kết cho thấy (hình Sơ đồ phân bố cơng trình theo kết cấu) khu vực phân bố đất yếu thường gặp loại nhà dạng C1M (10.3%), C1L (13%), C3M (18.5%), C3L (44%), URML (12.61%) Còn khu vực phường Đakao, Bến Thành, Tân Định, phường 7, quận thường gặp dạng C3M (31.3%), C3L (67%) Trong số loại nhà trên, nhà xây từ tầng trở lên thường có móng cọc bê tơng, nhà từ đến tầng tùy theo đất mà có móng sâu móng nơng Những nhà tầng trở xuống hầu hết móng nơng, số nhà cũ có móng cọc cừ Với kiểu kết cấu nhà đa dạng quận 3, tai biến địa chất có tác động khác lên cơng trình – vần đề mà tác giả đề cập tới phần sau Q2 Q2 Q 13 Hình 1: Sơ đồ phân bố cơng trình theo kết cấu, phường Tân Định, Quận Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 50 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 11 - 2008 Trong khuôn khổ báo này, xem xét tai biến tự nhiên nhân tạo xảy khu vực nghiên cứu: Động đất, lún mặt đất khai thác NDĐ, xây dựng khai thác cơng trình ngầm tác động chúng tới cơng trình quận Về điều kiện ĐCCT – ĐCTV khu vực nghiên cứu: Tại khu vực quận phổ biến phân vị địa chất cơng trình sau: - Phức hệ thạch học bùn sét, bùn sét pha, bùn cát pha nguồn gốc sông biển đầm lầy tuồi Holocen (ambQ22): Phân bố chủ yếu dọc kênh Nhiêu Lộc gồm bùn sét lẫn xác thực vật với bề dày từ 2m tới 10m (hình 2), sức chịu tải Dưới lớp trầm tích Q13 Mặt cắt đặc trưng xem hình 3a - Phức hệ thạch học sét, sét pha, cát pha nguồn gốc sông biển Holocen (amCMQ21): Phân bố ven rìa thềm bậc II (Hình 2) với kiểu mặt cắt khác (Hình 3b, c, d e) bề dày thay đổi từ 2m tới 10m với sức chịu tải dao động khoảng lớn (dưới 0,75 tới 1,5kG/cm2 Dưới lớp trầm tích Q13 - Phức hệ thạch học sét, sét pha, cát pha nguồn gốc sông biển tuổi Pleistocen (amCMQ13): Phân bố tập trung quận quận (hình 2) bề dày thay đổi khoảng – 10m Dưới lớp trầm tích Q12-3; Mặt cắt đặc trưng xem hình 3f Hình 2: Sơ đồ ĐCCT khu vực quận (Chú giải – xem phụ lục) Về điều kiện ĐCTV – khu vực nghiên cứu tồn tầng chứa nước Q23, Q21-2; Q13; Q12-3; tầng chứa nước Neogen Mực nước đất tầng pleistoxen trung thượng phân bố độ sâu dao động khoảng – 4m Mực nước holoxen chịu ảnh hưởng mạnh mẽ thủy triều phân bố gần mặt đất Q11 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 51 Science & Technology Development, Vol 11, No.11 - 2008 a b c d e f Hình 3: Các kiểu mặt cắt ĐCCT đặc trưng quận Tai biến địa chất xây dựng công trình ngầm: Sự cố cơng trình dịch chuyển ngang, lún nứt thi cơng hố móng cơng trình xảy thành phố Hồ Chí Minh mà điển hình hầm chui Văn Thánh, cho thấy, việc xây dựng cơng trình ngầm, tới số tuyến metro tác nhân gây nên biến động cho môi trường địa chất quận Dự kiến tuyến Metro xây dựng độ sâu khoảng 30m (độ sâu sâu tuyến) so với mặt đất Khi xây dựng khu vực Quận đến Quận 1, khu vực Quận đến Ba Son cần ý, khu vực cơng trình cao tầng tập trung nhiều (Quận Quận 1) đất bên tương đối yếu nên khả sử dụng móng cọc chơn sâu cao lên đến 50m Do đó, hệ thống móng cọc ảnh hưởng nhiều đến tuyến Metro ngược lại việc xây dựng tuyến Metro theo công nghệ (ép đất xung quanh để tạo đường hầm) gây ảnh hưởng không nhỏ cơng trình này, bẻ gãy cọc chịu tải gây sụp đổ cơng trình Hình 4: Sơ đồ tuyến đường sắt nội đô Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 52 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 11 - 2008 Hình 5: Mặt cắt ĐCCT sơ đồ tuyến hầm Bến Thành – Ba Son Hiện tượng lún mặt đất khai thác nước ngầm: Hiện tại, khu vực quận có lượng nước ngầm khai thác không lớn, hầu hết dân cư quan sử dụng nước máy Vì lý đó, mực nước tầng Pleistoxen trung – thượng khu vực nghiên cứu thay đổi thường phân bố độ sâu đến 6m tùy khu vực Như vậy, nói, quận 3, nguy lún mặt đất khai thác nước ngầm không cao Tuy nhiên, khu vực này, nhiều cao ốc đã, xây dựng Hầu hết cao ốc có tầng hầm với nhiều công khác Việc thi công tầng hầm địi hỏi phải đào hố móng sâu nhiều cơng trình tiến hành bơm nước ngầm nhằm tháo khơ hố móng Hình 6: Mơ hình sụt lún cơng trình bơm tháo khơ hố móng Trên hình mô tả tượng sụt lún bề mặt bơm tháo khơ hố móng dẫn đến cố lún nghiêng cơng trình Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 53 Science & Technology Development, Vol 11, No.11 - 2008 Khi nghiên cứu ảnh hưởng q trình bơm hút tháo khơ hố móng thi cơng nhà ga metro “Ba Son” nhận thấy: Với lưu lượng bơm tháo khô cần thiết cho hố móng 21x135x21m đạt 50.000m3/ngđ, bán kính ảnh hưởng đạt 650m tăng dần theo thời gian, cách xa tâm hố đào mực nước hạ thấp giảm Theo kết khảo sát thực tế, tòa nhà nằm phạm vi ảnh hưởng 600m gồm nhà xây dựng trước năm 1960, chiều cao – 25m với móng chơn khơng sâu < 6m, vật liệu móng chủ yếu làm gạch đá, bê tơng cốt thép tiến hành bơm hút hạ thấp mực nước với khối lượng lớn tịa nhà bị lún Hình Những cơng trình chịu tác động q trình bơm tháo khơ thi cơng ga metro Ba Son Tai biến động đất: Một tai biến địa chất xảy hóa lỏng đất nền, lún dịch chuyển ngang, từ dẫn đến hư hại cho cơng trình Với số liệu khảo sát đến thời điểm này, báo bước đầu đề cập đến tượng hóa lỏng đất Để đánh giá tai biến tượng hóa lỏng gây ra, vấn đề phải xác định mức độ nhạy cảm hóa lỏng lớp trầm tích khu vực nghiên cứu Một phương pháp đánh giá độ nhạy cảm hóa lỏng đơn giản thông dụng giới sử dụng đồ địa chất/ địa chất cơng trình khu vực nghiên cứu kết hợp với thang cấp độ nhạy cảm Youd Perkins (1978) đề xuất Trên sở khai thác thông tin tuổi địa chất, mơi trường thành tạo trầm tích thơng tin chi tiết khác có liên quan đến đơn vị địa chất có mặt vùng, kết hợp với tiêu chuẩn Youd Perkins, gán giá trị độ nhạy cảm hóa lỏng cho đơn vị địa chất Các khu vực có đá gốc coi khơng có khả phát sinh tai biến liên quan đến tượng hóa lỏng Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 54 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 11 - 2008 Bảng 2: Cấp độ nhạy cảm hóa lỏng đất lớp trầm tích khu vực quận Tp Hồ Chí Minh STT Tuổi địa chất Holocene Pleistocene Pliocene Ký hiệu tuổi địa chất ambQ22 amQ21 amQ13 amQ12-3 aQ11 aQ11 amN22 amN22 Mô tả trầm tích Bùn sét, bùn sét pha, bùn cát pha Sét, sét pha, cát pha Sét, sét pha, cát pha Sét, sét pha, cát pha Sét, sét pha Cát, cát pha Sét, sét pha, cát pha Cát Cấp độ chạy cảm hóa lỏng Cao Trung bình Thấp Thấp Thấp Thấp Rất thấp Rất thấp Như vậy, thấy, khu vực phân bố bùn sét, bùn sét pha, bùn cát pha tuổi Holocene (ambQ22) nhạy cảm với trình hóa lỏng Cơng trình khu vực gặp nhiều cố động đất, đặc biệt nhà với móng cọc cừ tràm, nhà cấp 3, cấp Những khu vực phân bố sét, sét pha, cát pha (amQ21) có độ nhạy cảm hóa lỏng trung bình, mức độ nguy hại có động đất xảy thấp so với vùng phân bố bùn sét, bùn cát Tại vùng phổ biến trầm tích Pleistocene cổ hơn, mức độ thiệt hại hóa lỏng đất động đất thấp tới thấp Liên qua đến hóa lỏng đất cần đánh giá khả trượt lở, dịch chuyển ngang thẳng đứng đất Tuy nhiên, khuôn khổ báo lý tài liệu nên chúng tơi chưa trình bày chi tiết 3.KẾT LUẬN Như vậy, nhà cửa khu vực quận có 17 loại từ loại kết cấu đơn giản đến loại có sức chịu lực cao Trong loại C3 URM loại chiếm ưu Đặc điểm địa chất cơng trình thủy văn khu vực quận có yếu tố gây bất lợi cho cơng trình thi cơng cơng trình ngầm, có động đất xảy phân bố lớp đất yếu chưa cố kết có mức độ nhạy cảm hóa lỏng từ trung bình tới cao, nhạy cảm với tượng lún, trượt, lở… Tại khu vực vậy, cơng trình dễ gặp cố tai biến địa chất xảy ON THE INVESTIGATION OF BUILDING STATUS AND POTENTIAL RISKS ASSOCIATED WITH GEOHAZARDS IN DISTRICT AND 3, HOCHIMINH CITY Nguyen Viet Ky (1), Nguyen Hong Phuong (2),Nguyen Hong Bang (3), Tran Tuan Tu (1) (1) University of Technology, VNU-HCM (2) Institute of Marine Geophysic Geolgy (3) Division of Hydrogeology and Engineering Geology for the South of Vietnam ABSTRACT: This article show all results of building survey, geotechnical, hydrogeological condition in District and it is predicted that many natural and artificial hazards may occur in the study area such as: Earthquake, subsidence due to underwater pumping, underground constructions also effect to contrucstion Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 55 Science & Technology Development, Vol 11, No.11 - 2008 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo chuyên đề khảo sát trạng nhà cửa khu vực quận Cơng ty Kiểm định Sài Gịn; [2] Nguyễn Hồng Phương Nghiên cứu định độ rủi ro động đất cho thành phố Hà Nội Đề tài NCKH cấp thành phố, 01C-04/09-2001-2 ; [3] Sở Tài nguyên & Môi trường Tp HCM, Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu hiệu chỉnh, bổ sung loạt đồ ĐCCT thành phố tỉ lệ 1/50000 phục vụ quy hoạch quản lý tài nguyên đất bảo vệ môi trường bền vững; (2007) [4] Liên đoàn ĐCTV – ĐCCT miền Nam, Bản đồ ĐCTV thành phố Hồ Chí Minh 1/50.000 (2001) Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 56 ... T? ?i khu vực vậy, cơng trình dễ gặp cố tai biến địa chất xảy ON THE INVESTIGATION OF BUILDING STATUS AND POTENTIAL RISKS ASSOCIATED WITH GEOHAZARDS IN DISTRICT AND 3, HOCHIMINH CITY Nguyen Viet... nên chúng t? ?i chưa trình bày chi tiết 3.KẾT LUẬN Như vậy, nhà cửa khu vực quận có 17 lo? ?i từ lo? ?i kết cấu đơn giản đến lo? ?i có sức chịu lực cao Trong lo? ?i C3 URM lo? ?i chiếm ưu Đặc ? ?i? ??m địa chất... ABSTRACT: This article show all results of building survey, geotechnical, hydrogeological condition in District and it is predicted that many natural and artificial hazards may occur in the study