TCVN: AN TOÀN HẠT NHÂN - CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT TRONG ĐÁNH GIÁ ĐỊA ĐIỂM VÀ NỀN MÓNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9643:2013 AN TOÀN HẠT NHÂN - CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT TRONG ĐÁNH GIÁ ĐỊA ĐIỂM VÀ NỀN MÓNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Nuclear safety - Geotechnical aspects of site evaluation and foundation for nuclear power plants Lời nói đầu TCVN 9643:2013 Cục An toàn xạ hạt nhân biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố AN TOÀN HẠT NHÂN - CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT TRONG ĐÁNH GIÁ ĐỊA ĐIỂM VÀ NỀN MÓNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Nuclear Safety - Geotechnical aspects of site evaluation and foundation for nuclear power plants Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho quan chịu trách nhiệm công tác đánh giá địa kỹ thuật địa điểm xây dựng nhà máy điện hạt nhân (NMĐHN), chủ đầu tư, tư vấn quan, tổ chức có liên quan tới dự án NMĐHN Tiêu chuẩn hướng dẫn việc đánh giá địa kỹ thuật có ảnh hưởng tới an toàn NMĐHN Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 2.1 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard penetration test) Thí nghiệm xuyên trường nhằm đo đạc tính chất địa kỹ thuật đất 2.2 Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (cone penetration test) Thí nghiệm đo sức kháng đất ấn mũi côn có hình dạng kích thước quy định vào đất để đánh giá sức kháng xuyên đất 2.3 Mức rung động đất (seismic level) Mức rung động đất cấp (SL-1) mức rung động đất cấp (SL-2) mức rung động đất thể khả ảnh hưởng động đất xem xét thiết kế sở nhà máy điện hạt nhân SL-1 tương ứng động đất nghiêm trọng hơn, khả xảy lớn SL-2 Thông thường, SL-1 tương ứng với mức rung động đất có xác suất 10-2/năm SL-2 tương ứng có xác suất 10-4/năm 2.4 Đập đất (dams) Cấu trúc đất đắp cao 15 m, đắp số trường hợp cần tạo hồ chứa thượng lưu NMĐHN 2.5 Đê (dykes) Các cấu trúc xây đắp dọc theo dòng nước 2.6 Tường, đê, kè chắn sóng biển (sea walls, breakwaters and revetments) Những cấu trúc xây dựng dân dụng nhằm bảo vệ cơng trình quan trọng NMĐHN khỏi ảnh hưởng sóng biển hay hồ chứa nước xảy bão sóng thần Những cấu trúc thiết kế nhằm ngăn ngừa khả xói mịn đất, ngập lụt phá hủy, có khả ảnh hưởng đến an tồn cơng trình quan trọng NMĐHN Khảo sát địa điểm 3.1 Chương trình khảo sát 3.1.1 Khái quát Khảo sát điều kiện lớp bề mặt địa điểm NMĐHN đóng vai trị quan trọng giai đoạn trình đánh giá địa điểm Mục đích q trình khảo sát cung cấp thông tin liệu để xác định tính chất tính phù hợp vật liệu lớp bề mặt địa điểm Trong giai đoạn đánh giá địa điểm, chương trình khảo sát cần cung cấp liệu để xác định đặc điểm lớp bề mặt Mức độ chi tiết việc khảo sát lớp bề mặt thay đổi theo giai đoạn khác Tổ chức tiến hành khảo sát phải luận yêu cầu mức độ chi tiết phục vụ cho việc đánh giá địa điểm 3.1.1.1 Các giai đoạn trình đánh giá địa điểm Chương trình khảo sát phải thực phù hợp với mục đích giai đoạn đánh giá địa điểm Đánh giá địa điểm NMĐHN giai đoạn lập hồ sơ xin phê duyệt địa điểm bao gồm giai đoạn sau đây: - Giai đoạn lựa chọn địa điểm: Lựa chọn địa điểm sở khảo sát khu vực rộng lớn, loại bỏ địa điểm không thích hợp, sàng lọc so sánh địa điểm cịn lại; - Giai đoạn đánh giá theo tiêu chí loại trừ: Đánh giá địa điểm lựa chọn giai đoạn lựa chọn địa điểm theo tiêu chí loại trừ; - Giai đoạn xác định đặc điểm địa điểm: Xác định đặc điểm địa điểm không vi phạm tiêu chí loại trừ, phục vụ cho mục đích phân tích thiết kế chi tiết Việc đánh giá địa điểm NMĐHN thực giai đoạn xây dựng vận hành nhà máy 3.1.12 Dữ liệu cần thiết đánh giá địa điểm Xác định liệu cần thiết cho giai đoạn đánh giá địa điểm, xây dựng chương trình khảo sát phù hợp Dữ liệu cần thiết địa chất kỹ thuật liên quan để sử dụng đánh giá phân tích an tồn bao gồm loại sau đây: - Dữ liệu địa chất (cấu trúc địa tầng); - Mơ tả phân bố tính chất vật liệu lớp bề mặt; - Đặc điểm lớp đất đá; - Dữ liệu nước ngầm (chế độ nước, vị trí đặc điểm phân vị thủy văn, tính chất hóa lý nước) Kết khảo sát phải tư liệu hóa, rõ điều kiện cụ thể địa điểm (đất đá), giai đoạn đánh giá địa điểm công tác phân tích xác minh cần thiết Các phương pháp khảo sát bao gồm sử dụng tài liệu có, tài liệu lịch sử, thăm dò địa vật lý địa kỹ thuật trường kiểm tra phòng thí nghiệm áp dụng với mức độ khác giai đoạn đánh giá địa điểm 3.1.2 Giai đoạn lựa chọn địa điểm 3.1.2.1 Mục đích khảo sát Mục đích khảo sát giai đoạn lựa chọn địa điểm để lựa chọn địa điểm trước tiến hành khảo sát chi tiết theo tiêu chí loại trừ Trong giai đoạn này, khía cạnh địa chất, địa mạo địa kỹ thuật xem xét nhằm xác định khu vực không cần khảo sát chi tiết 3.1.2.2 Dữ liệu cần thu thập Thông tin lớp bề mặt giai đoạn thường thu thập từ tài liệu có khảo sát sơ ngồi thực địa địa chất, địa mạo sử dụng cho thẩm định sau đây: - Các điều kiện lớp bề mặt không chấp nhận: Địa điểm bị loại giai đoạn có điều kiện địa chất ảnh hưởng tới an tồn NMĐHN mà khơng thể khắc phục biện pháp địa kỹ thuật biện pháp xây dựng Các dạng tai biến địa chất đứt gãy bề mặt, hoạt động núi lửa, trượt lở, sụt lún, sụt sập hang động ngầm (tự nhiên, nhân tạo) nguyên nhân khác xác định đánh giá; - Phân loại địa điểm: Điều kiện lớp bề mặt địa điểm xác định sở sử dụng tài liệu địa chất địa kỹ thuật có Địa điểm phân loại địa điểm đá cứng, đá mềm yếu đất cứng, đất mềm yếu kết hợp loại Đất phân loại thành đất kết dính đất khơng kết dính Sự phân loại sơ khơng áp dụng số địa điểm, số thành tạo Đệ Tứ có ranh giới đá đất sét phức tạp cần khảo sát quan trắc cẩn thận; - Chế độ nước ngầm: Sử dụng tài liệu có địa chất thủy văn để xác định vị trí đánh giá chế độ nước ngầm; - Điều kiện móng: Xác định kiểu loại, tính chất đất chiều sâu tới đá gốc nhằm lựa chọn sơ kiểu móng phù hợp Trên sở thông tin điều kiện lớp bề mặt, địa điểm tiềm xếp hạng theo mức độ phù hợp móng Trong giai đoạn cần đưa nhận định tai biến địa chất, hiệu ứng khuếch đại địa chấn, khả hóa lỏng nền, khả chịu tải, khả lún trương nở lớp bề mặt, tương tác cấu trúc - đất điều kiện nước ngầm Các địa điểm lựa chọn tiếp tục xem xét khía cạnh địa kỹ thuật giai đoạn 3.1.3 Giai đoạn đánh giá theo tiêu chí loại trừ giai đoạn xác định đặc điểm địa điểm 3.1.3.1 Các yếu tố cần khảo sát Trong giai đoạn đánh giá theo tiêu chí loại trừ giả thiết rằng, sơ đồ bố trí mặt NMĐHN tải trọng xây dựng thiết lập Cần đánh giá yếu tố hai điều kiện bình thường điều kiện cực đoan động đất ngập lụt: - Tai biến địa chất; - Điều kiện địa chất điều kiện lớp bề mặt; - Khả hóa lỏng; - Các kiểu móng khả thi; - Khả chịu tải sơ yếu tố khác độ ổn định móng; - Khoảng lún sơ bộ; - Mực nước ngầm chế độ nước ngầm; - Quá trình sử dụng địa điểm trước đây; - Yêu cầu chuẩn bị địa điểm Trong giai đoạn này, chương trình khảo sát phải thực cho toàn địa điểm phạm vi nhỏ theo phương án bố trí cơng trình NMĐHN 3.1.3.2 Kỹ thuật khảo sát Khảo sát địa điểm vấn đề có liên quan cần thực kỹ thuật mô tả đây: - Kỹ thuật khoan xoay: Trong phương pháp khoan này, cần thu hồi tồn lỗi khoan để có nhìn tổng quan điều kiện địa điểm Phương pháp bao gồm việc định vị lỗ khoan dọc theo hai tuyến giao đó, có lỗ khoan chung vị trí giao tuyến; ngồi việc lấy mẫu lõi khoan mẫu đất, đá khác để xác định tính chất đất đá tiến hành kiểm tra phịng thí nghiệm, lỗ khoan cịn sử dụng để lắp đặt thiết bị thí nghiệm trường dài hạn, bao gồm thiết bị quan trắc chế độ nước ngầm Ảnh hưởng lỗ khoan lên nguồn nước sinh hoạt phải khảo sát, đánh giá Trong trường hợp cần thiết, phải sử dụng hố đào tuy-nel thử nghiệm để kiểm tra trực tiếp điều kiện lớp bề mặt; - Thí nghiệm trường: Trên sở điều kiện lớp bề mặt, cần tiến hành thí nghiệm trường nhằm xác định tính chất lý lớp bề mặt, bao gồm thí nghiệm thử tải trường đo áp lực nước ngầm; - Khảo sát địa chấn khúc xạ phản xạ: Cần tiến hành khảo sát địa chấn khúc xạ phản xạ nhằm cung cấp liệu liên tục theo diện chiều sâu phục vụ cho việc đánh giá điều kiện lớp bề mặt Kết khảo sát cung cấp thông tin địa tầng cấu trúc địa chất, vị trí mực nước ngầm tốc độ truyền sóng địa chấn địa điểm Các lỗ khoan xác nhận kết khảo sát địa tầng theo chiều thẳng đứng: - Kiểm tra phịng thí nghiệm: Cần kiểm tra số phân loại đất, đá Nếu thu mẫu đất kết dính từ q trình khoan cần kiểm tra tính cố kết kháng cắt mẫu nguyên trạng nhằm đánh giá sức bền khả lún đất Trong khảo sát thực địa, cần lưu ý xác định đặc điểm không thuận lợi lớp bề mặt, đới có hang động, đá đá phiến sét trương nở, túi khí, đới giảm yếu hay gián đoạn đá kết tinh mặt trượt tiềm lớp đất không ổn định 3.1.3.3 Xác định đặc điểm không thuận lợi đất Mục đích giai đoạn xác định đặc điểm địa điểm nhằm khẳng định kết thu giai đoạn trước, tiến hành khảo sát chi tiết phục vụ cho phân tích thiết kế chi tiết Chương trình khảo sát lớp bề mặt kiểm tra phịng thí nghiệm cần triển khai địa điểm, sử dụng khoan theo mạng lưới sơ đồ khoan phù hợp với địa điểm dự kiến vị trí cơng trình NMĐHN Khoảng cách lưới thay đổi tùy theo cấu tạo lớp bề mặt Lưới khoan thường áp dụng cho địa điểm có đặc điểm đất tương đối đồng Nếu địa điểm khơng đồng có mặt giảm yếu cần tiến hành khoan bổ sung với khoảng cách đủ nhỏ để phát đánh giá yếu tố Cần xem xét ảnh hưởng công tác khoan chế độ nước ngầm nguồn nước sinh hoạt Cần khảo sát khả tồn hang động sụt lún lớp bề mặt, bao gồm: - Các hố sụt, ao lầy, hang động; - Các dịng chảy bị chìm vào lòng đất; - Sụt lún đất khứ; - Mỏ hoạt động khai thác mỏ có liên quan; - Cầu tự nhiên tạo ra; - Trũng bề mặt; - Xuất lộ nước; - Các loại đá vôi, đô-lô-mit, thạch cao, muối mỏ, đất đỏ terra rosa, dung nham, đá vụn kết yếu, than đá quặng; - Đá có khả hịa tan Trong giai đoạn này, đặc điểm sơ NMĐHN tải trọng, kích thước tịa nhà, tiêu chí kỹ thuật sơ cấu trúc mặt dự định nhà máy xác định Xây dựng nội dung chương trình thí nghiệm trường kiểm tra phịng thí nghiệm sở đặc điểm sơ NMĐHN đặc điểm địa kỹ thuật xác định giai đoạn trước 3.1.3.4 Yêu cầu độ sâu khoan Độ sâu khoan phụ thuộc vào điều kiện địa điểm, phải đủ sâu để xác định tất đặc điểm địa điểm có khả ảnh hưởng đến cơng trình để khẳng định đặc điểm đất đá xác định giai đoạn khảo sát trước Tại địa điểm có lớp đất dày để đánh giá khả ổn định độ sâu lớn, độ sâu lỗ khoan cần tối thiểu giá trị nhỏ hai giá trị sau đây: - Độ sâu thay đổi ứng suất theo chiều thẳng đứng sau trình xây dựng nhỏ 10 % ứng suất hiệu dụng lớp đất phủ trường; - Độ sâu đường kính móng lị phản ứng Trong trường hợp địa điểm đá có đá cứng độ sâu nhỏ độ sâu khoan tối thiểu kể cần khoan tới độ sâu lớn gián đoạn, đới giảm yếu đới biến đổi ảnh hưởng tới ổn định móng Địa điểm có đá mềm đá phiến sét bị phong hóa cần khoan sâu tương tự địa điểm có đất 3.1.3.5 Thí nghiệm trường kiểm tra phịng thí nghiệm Trong giai đoạn này, cần tiến hành thí nghiệm trường kiểm tra phịng thí nghiệm đủ để đánh giá khả chịu tải, khả lún cơng trình, khả khuếch đại sóng địa chấn, xác định thông số tương tác (động tĩnh) đất - cơng trình, đánh giá khả hóa lỏng phổ phản ứng thiết kế địa điểm cần thiết Ngồi chương trình khoan hướng dẫn trên, chương trình khảo sát cần số lỗ khoan bổ sung nhằm thiết lập mô hình đất phục vụ nghiên cứu tương tác động lực học cơng trình với đất - đá Độ sâu khoan để nghiên cứu khả khuếch đại sóng địa chấn địa điểm cần lớn độ sâu khoan để thiết kế địa kỹ thuật thông thường Nếu cần cải thiện điều kiện lớp bề mặt cần thực giai đoạn đánh giá hiệu thí nghiệm trường Trên sở kết khảo sát trường kiểm tra phịng thí nghiệm, cần phân tích sơ trạng thái ổn định tĩnh, phản ứng tải động, khả hóa lỏng độ ổn định sườn dốc, đê đập Có báo cáo địa kỹ thuật chi tiết với kết khảo sát liệu thu từ giai đoạn trước nội dung sau đây: - Bản đồ mặt cắt địa chất; - Thuyết minh đặc điểm địa chất địa điểm; - Chương trình thăm dị sở thực hiện; - Sơ đồ vị trí mặt cắt lỗ khoan; - Thiết đồ lỗ khoan mô tả hố đào; - Kết thí nghiệm trường; - Kết kiểm tra phịng thí nghiệm; - Kết khảo sát địa vật lý; - Mô tả kết phân tích; - Mơ tả chi tiết chế độ tính chất lý hóa nước ngầm Ở giai đoạn đánh giá theo tiêu chí loại trừ giai đoạn xác định đặc điểm địa điểm cần thu thập đủ thông tin cần thiết, thiết lập thông số thiết kế sở, đưa kết luận liên quan tới tiêu chí loại trừ, xác định đặc điểm địa điểm Các khảo sát chi tiết hai giai đoạn phải phù hợp với sơ đồ bố trí cuối tịa nhà địa điểm Thu thập đủ liệu địa kỹ thuật cần thiết liên quan trực tiếp tới tòa nhà, cấu trúc sở phụ trợ 3.1.3.6 Yêu cầu khảo sát bổ sung cấu trúc Khi biết sơ đồ bố trí mặt tòa nhà, cấu trúc sở phụ trợ, cần phân biệt cấu trúc có khơng liên quan tới an tồn Chương trình khảo sát lớp bề mặt thí nghiệm cấu trúc khơng liên quan tới an tồn cần tn thủ u cầu chung cơng trình xây dựng dân dụng Đối với cấu trúc liên quan tới an tồn, cần khoan lỗ khoan Nếu thấy lớp bề mặt có tính biến đổi, cần có kế hoạch khoan phù hợp nhằm xác định rõ biến đổi tính chất đất đá 3.2 Nguồn liệu 3.2.1 Các loại nguồn liệu Có loại nguồn liệu sau đây: - Tài liệu lịch sử tại; - Kết thăm dò thực địa; - Kết kiểm tra phịng thí nghiệm 3.2.2 Tài liệu lịch sử Khảo sát thực địa, nghiên cứu tài liệu lịch sử nhằm hiểu chung địa chất khu vực, bao gồm: - Bản đồ địa hình; - Bản đồ địa chất đồ địa chất cơng trình; - Báo cáo địa chất văn liệu địa chất khác; - Bản đồ địa vật lý; - Báo cáo địa kỹ thuật văn liệu địa kỹ thuật khác; - Ảnh vệ tinh, ảnh viễn thám; - Báo cáo giếng nước nguồn nước; - Hồ sơ giếng dầu mỏ khí đốt; - Bản đồ địa chất thủy văn, liệu thủy văn thủy triều, ghi chép lũ lụt ghi chép thời tiết mưa; - Lịch sử khai mỏ ghi chép trình sụt lún; - Dữ liệu địa chấn ghi chép động đất lịch sử; - Kết tính tốn sụt lở đất, ngập lụt, động đất, sụt lún kiện địa chất khác có khả gây nguy hại; - Ghi chép hoạt động xây dựng vùng phụ cận Xem xét nguồn thông tin khác như: thông tin từ cá nhân, khoa địa chất cơng trình sở đào tạo, hoạt động khảo sát địa chất công trình tổ chức cá nhân lân cận NMĐHN từ quan sát trình khai thác mỏ 3.2.3 Thăm dị thực địa 3.2.3.1 Thí nghiệm thăm dò thực địa Tùy thuộc vào phạm vi khảo sát mà xác định việc tiến hành thí nghiệm địa vật lý hay địa kỹ thuật hai 3.2.3.2 Thí nghiệm địa vật lý Có thể thu thơng tin liệu cách phân tích ngược kết thí nghiệm địa vật lý Tuy nhiên, phương pháp áp dụng biến dạng đàn hồi Thí nghiệm địa vật lý thơng thường bao trùm phạm vi rộng lớn (theo chiều sâu diện tích bề mặt) cung cấp thơng số sơ (về chiều dày tính chất học lớp đất) phục vụ cho mục đích đánh giá địa điểm Tùy theo đặc điểm vật liệu lớp bề mặt, cần áp dụng kỹ thuật khảo sát hướng dẫn Bảng Bảng - Khảo sát địa vật lý mẫu đất đá Loại thí nghiệm Thơng số cần đo Địa chấn khúc xạ / phản Thời gian lan truyền xạ biến dạng Loại vấn đề Phân loại địa điểm Phạm vi áp dụng Khảo sát bề mặt Kiểm tra địa chấn lỗ khoan chéo Tính chất đàn hồi động Phân loại địa điểm, tương Khảo sát sâu: lỗ lực tác đất - cấu trúc khoan dùng để phát tín hiệu, lỗ khoan dùng để thu tín hiệu Kiểm tra địa chấn lỗ khoan thuận nghịch Tính chất đàn hồi động Phân loại địa điểm, tương Khảo sát sâu: lỗ lực tác đất - cấu trúc khoan dùng cho phát thu tín hiệu Phương pháp Nakamura Rung chấn mức thấp Phân loại địa điểm tác động cấu trúc Điện trở suất Mực chất lỏng Xói mịn bên Khảo sát bề mặt khảo sát sâu Carota hạt nhân Hàm lượng tỷ trọng nước Vi trọng lực Gia tốc trọng trường Hố sụt lún, cấu trúc không Lớp bề mặt phức đồng tạp Rada địa chất Tốc độ truyền sóng Hang động Lớp bề mặt phức tạp Phương pháp từ tính Cường độ từ trường Các vùng ẩm Bảo dưỡng đê kè Kỹ thuật logging đại 3.2.3.3 Thí nghiệm địa kỹ thuật Sử dụng phương pháp địa kỹ thuật khu vực gần địa điểm tới độ sâu đường kính móng tịa nhà lị phản ứng, bao gồm khoan khảo sát trực tiếp từ mặt đất Tùy theo điều kiện lớp bề mặt, cần tiến hành thí nghiệm thích hợp hướng dẫn Bảng Bảng - Khảo sát địa kỹ thuật mẫu đất Loại thí nghiệm Loại vật liệu Thông số cần đo đá Loại vấn đề Ghi Thí nghiệm kích đĩa Đá phẳng Ứng suất thơng thường trường Thí nghiệm đứt gãy Đá thủy động Trạng thái ứng suất Khả biến dạng, Bị ảnh hưởng trường hội tụ tính khơng đẳng hướng sức căng Thí nghiệm xiết ép cắt trực tiếp Lực cắt Đá Khả biến dạng, Kết hội tụ khơng xác loại đá có tính chất biến đổi nhiều theo thời gian Độ ổn định Thường cần số lượng đủ lớn thí nghiệm để kiểm tra thống kê Thí nghiệm đĩa chịu Đất sét, cát, sỏi, Mô-đun phản ứng lực đá Kiểm tra nén, sụt lún Sử dụng cho việc khai đào đê kè Thí nghiệm đo áp lựcĐất sét, cát, sỏi, Mô-đun đàn hồi đá khả nén Sụt lún khả Cần tiến hành khoan chịu lực sơ Thí nghiệm xuyên tĩnh Đất sét, cát, sỏi Kháng xuyên, lực cố Sụt lún khả Gồm CPT kết ướt; kháng cắt chịu lực Thí nghiệm xuyên động Đất sét, cát, sỏi Kháng xuyên; mật độ tương đối Hóa lỏng Kháng cắt Khả chịu lực, Không phù hợp với độ ổn định sườn bùn, cát, đất có dốc nhiều sỏi vỏ sị Thí nghiệm cắt cánh Đất sét mềm Bao gồm SPT Bơm kiểm tra Đất sét, cát, sỏi Khả thẩm thấu Khả thẩm thấu Cần sử dụng máy đo đất áp suất 3.2.4 Kiểm tra phịng thí nghiệm 3.2.4.1 Mục đích việc kiểm tra Mục đích việc kiểm tra phịng thí nghiệm bổ sung, xác thực liệu thu trường để xác định đặc điểm đất, đá cách đầy đủ xác, khoảng biến dạng dự kiến Lưu ý đến thông số hệ số tắt dần vật liệu đất, tính chất học có biến dạng lớn thông số không dễ thu thí nghiệm trường Tất giai đoạn trình khảo sát địa điểm, thí nghiệm trường, phép kiểm tra phịng thí nghiệm có liên quan phải lập kế hoạch chi tiết thực kịp thời để đánh giá xác tính chất đất đá 3.2.4.2 Các vấn đề liên quan đến việc lấy mẫu Kiểm tra phịng thí nghiệm thực mẫu thu từ phương pháp thăm dị trực tiếp Cần lấy mẫu tốt, khơng bị xáo trộn; tuân thủ quy trình thu thập mẫu, việc xử lý mẫu Lưu ý việc lưu giữ mẫu trường vận chuyển mẫu tới phịng thí nghiệm Lấy mẫu phương pháp đào hố, đào mương rãnh qua lỗ khoan Trường hợp cần thiết cần kết chặt lớp đất để thu mẫu khơng bị xáo trộn 3.2.4.3 Kiểm tra phịng thí nghiệm Chương trình kiểm tra cần xác định phân loại mẫu đất, đá; xác định tính chất vật lý đặc điểm kỹ thuật chúng từ liệu công bố đo đạc Kiểm tra phịng thí nghiệm có mục đích hướng dẫn Bảng Bảng - Kiểm tra phịng thí nghiệm mẫu đất Đặc điểm Loại đất Thông số cần đo Mục đích kiểm tra đá Ghi Chỉ số phân loại Đất sét đất Hàm lượng nước Khả nén tính Giới hạn Atterberg (thơng qua tính lỏng dẻo tính dẻo) Tính chất vật lý Tất loại hóa học đất Các-bơ-nát sun-fat Phân loại đất Tính chất vật lý Tất loại hóa học nước ngầm Hàm lượng muối Hệ thức tỷ Tất loại trọng độ ẩm đất Tỷ trọng ẩm khô, Sụt lún, hóa cứng, hàm lượng nước, hệ khả chịu tải số bão hòa, tỷ trọng tương đối Kiểm tra đầm nén, đo gama, tỷ trọng tương đối Đặc điểm hóa Tất loại cứng thẩm thấu Độ lún, mơ-đun Young, hệ số hóa cứng Máy đo độ lún Kháng cắt khả Tất loại biến dạng đất Mô-đun Young, hệ số Sụt lún, khả Poat-xơng, góc kết chịu tải dính góc ma sát điều kiện khô ướt Đặc điểm học đá Mô-đun Young, hệ số Độ ổn định, khả Kiểm tra kháng cắt, Poat-xông gia cố kiểm tra nén hai ba chiều Đá Đặc điểm động học Tất loại đất Thiết bị DietrichFruhling Ảnh hưởng tới khả thẩm thấu Sụt lún, hóa cứng Mơ-đun động lực Phân loại địa điểm, Young, hệ số Poat- tương tác cấu trúc xông, tắt dần nội tại, đất, khả hóa áp suất lỗ chống rung lỏng nội Hộp kiểm tra kháng cắt, kiểm tra nén ba chiều Kiểm tra chu trình ba chiều, cột cộng hưởng 3.2.4.4 Thống số đặc trưng địa điểm Thông số đặc trưng địa điểm sử dụng hồ sơ thiết kế phải xuất phát từ kết kiểm tra trường phịng thí nghiệm Tiến hành nghiên cứu điều chỉnh trường hợp có khác kết 3.3 Khảo sát lớp bề mặt có điều kiện phức tạp 3.3.1 Yêu cầu chung Chương trình khảo sát địa điểm NMĐHN phải xem xét điều kiện lớp bề mặt phức tạp khả có lỗ hổng mặt đất có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo gây sụt lở, tác động nghiêm trọng tới móng NMĐHN Đồng thời cần xem xét điều kiện bề mặt hố sụt, khe nứt có khả gây ảnh hưởng đến việc dẫn nước làm mát Chương trình khảo sát lớp bề mặt có điều kiện phức tạp phải bao gồm hoạt động dự đoán, phát hiện, đánh giá xử lý; có yêu cầu khác thăm dị, kiểm tra phân tích tùy thuộc vào điều kiện cụ thể địa điểm 3.3.2 Dự đoán điều kiện phức tạp lớp bề mặt Dự đoán tồn hang động gián đoạn lớp bề mặt có khả gây sụt lún mặt đất biểu khơng liên tục khía cạnh địa kỹ thuật lớp bề mặt; dự đoán khả gây sụt lún bề mặt q trình hịa tan thành tạo karst Xác định đánh giá đặc điểm địa chất khu vực khả sụt lún bề mặt, có hay khơng đá trầm tích bị hịa tan (bao gồm dạng các-bơ-nat, đá vơi đô-lô-mit) bay (bao gồm muối mỏ, thạch cao) Làm rõ yếu tố địa chất bao gồm khả tồn cấu trúc ngầm, địa tầng, đặc điểm loại đá, tính chất khối đá làm rõ yếu tố môi trường bao gồm thủy văn nước mặt nước ngầm, thời tiết biến đổi khí hậu Xác định ảnh hưởng yếu tố kích thước lỗ hổng, phần hòa tan phần bay 3.3.3 Phát hang động mặt đất 3.3.3.1 Phương pháp truyền thống Chương trình khảo sát địa điểm cần phát đánh giá phạm vi hang động mặt đất, phát vị trí dễ sụt lún bề mặt Có thể sử dụng phương pháp thơng thường bao gồm kiểm tra áp suất thủy động, viễn thám, khoan, lấy mẫu, khai đào, carota lỗ khoan khảo sát địa vật lý Lưu ý đến khả ảnh hưởng hang động phương pháp, kỹ thuật sử dụng 3.3.3.2 Phương pháp xác suất Trong trường hợp nghi ngờ có hang động bề mặt địa điểm, sử dụng phương pháp xác suất phương pháp tìm kiếm tối ưu để xác định vị trí hang động 3.3.3.3 Phương pháp địa vật lý Có thể sử dụng phương pháp địa vật lý chụp mặt cắt điện trở bề mặt, đo vi trọng lực, địa chấn khúc xạ, địa chấn gây nổ, rađa địa chất nhằm phát hang động Lưu ý rằng, phương pháp không xác định độ sâu, kích thước hay hình dạng hang động Có thể sử dụng phương pháp địa vật lý kết hợp với kỹ thuật khảo sát bề mặt có độ phân giải cao việc xác định độ sâu, kích thước hình dạng hang động, phương pháp khảo sát địa chấn lỗ khoan chéo, rađa lỗ khoan chéo, khảo sát điện trở suất, cộng hưởng âm với nguồn phát lớp bề mặt, đo vi trọng lực, địa chấn khúc xạ, địa chấn phản xạ phân giải cao, rađa địa chất Một số phương pháp sử dụng kết hợp với kỹ thuật chụp mặt cắt địa hình Kết hợp sử dụng phương pháp địa vật lý với kỹ thuật khoan lấy mẫu Thể kết thăm dò, phát hiện, xác định hang động đồ, kèm theo mô tả mối liên hệ với cấu trúc địa điểm Trong thực tế không phát xác định rõ hang động, lỗ hổng đặc tính hịa tan lớp bề mặt địa điểm, giả định cách hợp lý khả có nguy hại lớn địa điểm để đánh giá tác động nguy hại cơng trình quan trọng trước có định địa điểm 3.3.4 Đánh giá xử lý điều kiện bề mặt phức tạp Xác định vị trí hang động kể hang động lắp, đặc biệt hang động nằm vị trí khơng đủ sâu bên móng cơng trình có nguy lớn an tồn móng NMĐHN Đánh giá khả bồi tụ xói mịn vật liệu lớp móng cơng trình, xác định khả chịu tải, sụt lún xói mịn chúng, đánh giá ảnh hưởng chế độ dòng chảy nước ngầm Xem xét tính ổn định hang động tự nhiên sâu móng; xác định kích thước, độ sâu hang, mơ hình liên kết, điều kiện liên kết, loại đá gốc đặt hang động Xác định gia tăng áp suất theo phương thẳng đứng tải trọng cơng trình dẫn tới trạng thái bất ổn định mái hang động Cần tránh địa điểm mà bên tồn hệ thống hang động lớn phức tạp Sử dụng kỹ thuật phân tích phân tích phần tử hữu hạn để đánh giá tính ổn định khu vực có hang động với kích thước hình dạng đá xác định Đối với địa điểm có điều kiện lớp bề mặt phức tạp độ sâu thấp độ sâu móng phải xác định biện pháp kỹ thuật xử lý bề mặt, bảo đảm an tồn cơng trình Đánh giá địa điểm 4.1 Phân nhóm địa điểm Phân nhóm địa điểm theo tiêu chí sau để phân tích phản ứng địa chấn: - Nhóm 1: Vs >= 1100 m/s; - Nhóm 2: 1100 m/s > Vs >= 300 m/s; - Nhóm 3: 300m/s > Vs; (Vs vận tốc sóng ngang đánh giá tốt mơi trường móng móng cơng trình điều kiện tự nhiên, với ứng suất nhỏ) Phân nhóm địa điểm áp dụng sở giả thiết vận tốc sóng ngang giảm khơng đáng kể theo độ sâu; trường hợp khác, cần tiến hành phân tích cụ thể theo kinh nghiệm phù hợp Nếu phương pháp phân nhóm địa điểm nêu khơng áp dụng được, cần tiến hành khảo sát địa điểm để xác định loại đất địa điểm để có liệu đầy đủ cho việc phân tích giai đoạn sau 4.2 Hồ sơ địa điểm 4.2.1 Thiết lập hồ sơ địa điểm Thiết lập hồ sơ địa điểm phục vụ việc đánh giá địa kỹ thuật xây dựng NMĐHN, bao gồm mơ tả hình học học vật liệu lớp bề mặt Hồ sơ cần có đánh giá có đặc điểm vật liệu móng với phạm vi biến thiên đặc điểm Các thông tin hồ sơ cần xác định mơ tả cách phù hợp để áp dụng trực tiếp cho phân tích Các thông tin cụ thể hồ sơ bao gồm: - Mơ tả hình học, mơ tả địa tầng lớp bề mặt, mở rộng xung quanh theo chiều thẳng đứng, số lượng bề dày lớp; - Tính chất vật lý hóa học đất, đá giá trị sử dụng cho việc phân loại; - Vận tốc sóng S P, hệ thức ứng suất - biến dạng, tính chất sức bền tĩnh động, độ cứng, tính thẩm thấu tính chất học khác thu từ thí nghiệm trường kiểm tra phịng thí nghiệm - Đặc điểm nước ngầm, mức nước thiết kế, mức nước cao ngập lụt điều kiện khác 4.2.2 Thông số địa kỹ thuật Xác định thông số địa kỹ thuật với giá trị chúng sở thực chương trình khảo sát trường kiểm tra phịng thi nghiệm Từ xác định tính chất vật liệu lớp bề mặt xác định mơ hình lớp bề mặt Trên sở thơng tin sẵn có, lựa chọn thơng số đại diện, phù hợp để sử dụng mô hình phân tích địa kỹ thuật Xác định ảnh hưởng sai số kết phân tích Lựa chọn thông tin phục vụ cho việc thiết kế giai đoạn sau, bao gồm: - Phổ phản ứng đặc trưng địa điểm; - Khả hóa lỏng; - Ứng suất móng; - Tính ổn định móng; - Tương tác đất - cấu trúc; - Độ lún độ mấp mơ; - Tính ổn định cấu trúc đất; - Áp lực đất độ biến dạng cấu trúc ngầm 4.3 Phổ phản ứng địa chấn trường tự phổ phản ứng đặc trưng địa điểm 4.3.1 Dữ liệu tính tốn phản ứng đất Thực tính tốn phản ứng đất địa điểm điều kiện trường tự trừ địa điểm thuộc nhóm Mức địa chấn đầu vào cần xem xét mức SL-2 Sử dụng tính tốn phản ứng đất địa điểm cho đánh giá độ lún, mức hóa lỏng; phân tích tương tác đất - cấu trúc; xây dựng phổ phản ứng đặc trưng tổng hợp địa điểm Để thực tính tốn này, cần sử dụng liệu sau đây: - Rung động đất đầu vào (được lấy từ quy trình đánh giá độ nguy hiểm động đất NMĐHN); - Mơ hình phù hợp địa điểm, dựa mơ tả hình học lớp đất, vận tốc sóng S P lớp, tỉ trọng tương đối đất lớp, đường cong G- - mô tả độ giảm biểu kiến mô-đun cắt G tỉ lệ tắt dần nội  đất theo biến dạng cắt  lớp; Sự thay đổi theo độ sâu thông số cho trường hợp lớp đất sâu có tốc độ sóng tăng dần theo độ sâu 4.3.2 Dữ liệu rung động lớp bề mặt a) Phụ thuộc vào công nghệ, sử dụng rung động đất bề mặt đầu vào đại diện cho rung động đất địa điểm diện lộ đá cứng Đối với địa điểm thuộc nhóm 3, cần cung cấp thơng số rung động đất đầu vào diện lộ đá cứng cạnh (như quy định cho địa điểm thuộc nhóm 1) diện lộ đất cứng cạnh (địa điểm nhóm 2), độ sâu thích hợp b) Trong trường hợp có thơng số rung động đất bề mặt đầu vào, cần tiến hành giải chập rung động đầu vào điều kiện trường tự giai đoạn đầu trình phân tích tương tác đất - cấu trúc địa điểm khơng thuộc nhóm Độ suy giảm lớn rung động đất đầu vào phải luận chứng nghiên cứu tham số Tại mức móng, chấp nhận sử dụng thơng số rung động đất bề mặt đầu vào đầu vào thay cho rung động đầu vào giải chập c) Cần xác định rung động đất đầu vào thích hợp trường hợp thơng số có dạng khơng phù hợp cho nghiên cứu địa kỹ thuật Thông số rung động đầu vào chọn theo cường độ động đất, độ lớn, khoảng cách chấn tâm, gia tốc cực đại, khoảng thời gian, tần số thơng số khác 4.3.3 Mơ hình áp dụng tính tốn phản ứng địa điểm Để tính tốn phản ứng đất địa điểm, sử dụng mơ hình sau đây: - Nền đất hệ bán không gian đàn hồi-nhớt; - Nền đất cấu thành từ lớp nằm ngang; - Nền đất cấu thành từ loại đất đá tiêu tán lượng theo hình thức tắt dần nội tại; - Các loại sóng khối (sóng nén sóng cắt) lan truyền vng góc; - Hệ thống đất nhớt đàn hồi phủ lên nửa không gian nhớt đàn hồi; - Hệ thống cắt lớp chiều ngang; - Vật liệu tiêu hao lượng yếu tố tắt dần nội tại; - Sóng khối truyền theo phương thẳng đứng (sóng ngang sống nén) Các hiệu ứng phi tuyến tính xác định gần phương pháp tuyến tính tương đương Các mơ hình tuyến tính tương đương dùng để mô tả mối quan hệ cấu thành đất đá phải phù hợp với mức biến dạng phát sinh mặt cắt đất rung động đất đầu vào Việc tìm mơ hình thích hợp thường q trình lặp Trường hợp địa điểm gần với nguồn sinh chấn, mô hình phản ứng đất địa điểm cần xác định cách cẩn thận, cho tần số rung động đầu vào động đất gây tính đến cách thích hợp 4.3.4 Phổ phản ứng đặc trưng đất địa điểm Đối với địa điểm thuộc nhóm cần xác định phổ phản ứng riêng, đại diện cho phản ứng lớp đất đá mặt đất 4.3.5 Các yếu tố bất định phân tích phản ứng đất địa điểm Các yếu tố bất định tính chất học vật liệu địa điểm phải tính đến thơng qua nghiên cứu tham số, giá trị mơđun cắt Có thể áp dụng phương pháp thay đổi mơđun cắt khoảng giá trị ước tính tốt x (1+ Cv) giá trị ước tính tốt /(1+ Cv) (trong Cv hệ số thay đổi) Giá trị cực tiểu Cv 0,5 Cần lưu ý giả thiết mặt cắt đất cụ thể không đánh giá thiên phía an tồn nội dung xem xét; tức là, mặt cắt giải chập thiên an tồn khơng đủ an tồn phân tích phản ứng địa điểm 4.4 Khả hóa lỏng 4.4.1 Mặt cắt thiết kế khả hóa lỏng 4.4.1.1 Đất dễ hóa lỏng Đất dễ hóa lỏng thường đất khơng kết dính cát sỏi có tỉ lệ nhỏ bột đất sét xuất điều kiện trầm tích bở rời bên mực nước ngầm 4.4.1.2 Thông tin cần thiết để đánh giá khả hóa lỏng 4.4.1.2.1 Chế độ nước ngầm Dữ liệu thu từ áp kế đặt địa điểm phải sử dụng để thiết lập mức nước thích hợp cho phân tích hóa lỏng Chế độ nước ngầm phản ánh biến thiên mức nước theo mùa Khi phân tích giả thiết giá trị thiên an toàn sở liệu sẵn có thu thập Dữ liệu đo giếng kiểm tra sử dụng để thiết lập thông số thấm 4.4.1.2.2 Phân bố cấp hạt Đối với đất không kết dính, phải xác định đường cong phân bố độ hạt thí nghiệm rây mẫu đất lấy điểm khác độ sâu khác địa điểm Hàm lượng hạt mịn đọc từ đường cong phân bố cấp hạt tính dẻo liên quan yếu tố quan trọng cần xem xét đánh giá khả kháng hóa lỏng sở SPT kết CPT 4.4.1.2.3 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Số lần búa rơi SPT vị trí thí nghiệm khác cần biểu diễn theo độ sâu, tốt biểu đồ tỷ lệ Từ giá trị này, đánh giá sức bền tuần hồn khơng nước sở hệ thức thực nghiệm Trong thí nghiệm phân tích độ hạt, cần lưu ý tới tỉ lệ hạt mịn có ảnh hưởng đáng kể tới hệ thức (đất chứa 30% hạt mịn có khả hóa lỏng) Khi cần xác định số dẻo đất mịn để đánh giá khả dễ hóa lỏng 4.4.1.2.4 Thí nghiệm xun tĩnh CPT đánh giá khả kháng xuyên có ưu điểm SPT chỗ cho mặt cắt địa tầng chi tiết, từ cho phép đánh giá xác phân bố đất có khả hóa lỏng Kể trường hợp khơng thể lấy mẫu đất tiến hành CPT, đánh giá loại đất sở tỷ số ma sát đo bên ống mũi xuyên sức kháng mũi xuyên Trong CPT, khả xuyên giảm dần tỷ trọng đất tăng lên, thường sử dụng cát rời Trong số trường hợp nên kết hợp hai loại SPT CPT 4.4.1.2.5 Tỉ trọng tương đối Tỉ trọng tương đối trường đất không kết dính đánh giá sở số lần búa rơi SPT số thuận lợi để đánh giá sơ sức bền tuần hồn điều kiện khơng nước để xác định độ không ổn định đất áp suất nước lỗ rỗng đạt tới 100% Ở kiểm tra phịng thí nghiệm, tỉ trọng tương đối mẫu đất xác định trực tiếp sở tỉ trọng lớn nhỏ cát, giá trị có phương pháp xác định chuẩn 4.4.1.2.6 Sức bền tuần hồn điều kiện khơng nước Sức bền tuần hồn điệu kiện khơng nước vật liệu mặt đất đánh giá trực tiếp thí nghiệm chất tải - dỡ tải lặp phòng mẫu khơng bị xáo trộn mẫu đúc lại Thí nghiệm chất tải - dỡ tải lặp trục thường sử dụng để đánh giá sức bền tuần hoàn điều kiện khơng nước Các hệ số hiệu chỉnh thường áp dụng giá trị sức bền tuần hoàn xác định từ thí nghiệm trục để tiệm cận với điều kiện thực tế trường Cần đánh giá số vòng chất tải - dỡ tải cần thiết để đạt tới điều kiện phá hủy định (ví dụ hóa lỏng ban đầu phần trăm biến dạng dọc trục) biên độ ứng suất lặp định Thay đổi mức ứng suất lặp để thí nghiệm mẫu khác Trong thí nghiệm này, chất lượng mẫu khơng bị xáo trộn ảnh hưởng đáng kể tới việc xác định khả hóa lỏng Sau xây dựng đường cong thực nghiệm biểu diễn hệ thức ứng suất lặp số vòng lặp đồng mức cần thiết để gây phá hủy hóa lỏng Một đường cong tương tự xây dựng mẫu đúc lại có tỷ trọng tương đối áp lực cố kết khác loại đất tương đối trẻ chịu tác động trình gắn kết biến dạng trước Giá trị sức bền tuần hồn điều kiện khơng nước chuẩn hóa ứng suất cố kết tỉ lệ ứng suất Cần lựa chọn ứng suất cố kết trường phù hợp tỉ lệ ứng suất có xu hướng giảm ứng suất bao quanh tăng cát chặt vừa đến cát chặt 4.4.1.2.7 Sự phụ thuộc mức độ biến dạng vào tính chất đất Cần sử dụng đường G- - lớp đất để biểu thị độ giảm biểu kiến mô-đun cắt tỷ số tắt dần đất theo biến dạng cắt 4.4.1.2.8 Các tính chất khác đất Các tính chất khác đất cần xác định tùy theo kiểu loại phân tích phức tạp Một số tính chất xác định thí nghiệm bổ sung phịng thí nghiệm cắt cách chất tải điều kiện khơng nước thí nghiệm cố kết 4.4.1.2.9 Lịch sử hóa lỏng Ngồi việc xác định thông số mặt cắt thiết kế sử dụng phân tích hóa lỏng xác định đặc trưng độ bền tuần hoàn vật liệu mặt đất kiểm tra phịng thí nghiệm, liệu hóa lỏng địa điểm vùng lân cận khứ phải thu thập nghiên cứu cẩn thận Chương trình khảo sát chi tiết phân tích hóa lỏng nơi phải thực 4.4.1.3 Thông số mặt cắt thiết kế cần thiết để đánh giá khả hóa lỏng Từ kết thu thập liệu thí nghiệm, xác định giá trị thông số mặt cắt thiết kế cần thiết cho việc đánh giá khả hóa lỏng, bao gồm: - Độ dày thay đổi lớp đất; - Tỷ trọng tương đối trung bình biến thiên lớp đất; - Phân bố theo diện lớp đất; - Mức nước liên quan với rung động đất tham chiếu sử dụng phân tích hóa lỏng; - Các đường cong tỷ số ứng suất - số chu kỳ chất tải loại đất khác nhau; - Hệ số hiệu chỉnh cho khác biệt điều kiện phịng thí nghiệm ngồi trường; - Số chu kỳ chất tải đồng dạng tương đương coi đại diện cho rung động đất tham chiếu địa điểm; - Các thông số khác đất sử dụng q trình phân tích; - Tiêu chuẩn phá hủy hóa lỏng 4.4.2 Các phương pháp đánh giá khả hóa lỏng 4.4.2.1 Phương pháp thực nghiệm Trong phương pháp thực nghiệm, khả hóa lỏng đánh giá việc sử dụng biểu đồ đối sánh tỉ lệ ứng suất với sức kháng xuyên SPT CPT, xây dựng thực nghiệm sở trường hợp hóa lỏng khứ Độ lớn động đất hàm lượng hạt mịn phải lựa chọn cách phù hợp biểu đồ kết đánh giá phụ thuộc nhiều vào chúng 4.4.2.2 Phương pháp phân tích truyền thống Phương pháp phân tích truyền thống bao gồm bước sau: - Xác định đặc trưng độ bền chu kỳ lớp đất Xác định tiêu chuẩn phá hủy sở số yếu tố, kể tỉ trọng tương đối, số chu kỳ ứng suất, ứng suất bao quanh tính dị hướng đất (xác định hệ số hiệu chỉnh để chuyển đổi kết kiểm tra phịng thí nghiệm sang điều kiện trường); - Lựa chọn biểu đồ gia tốc phù hợp; - Tính tốn ứng suất lớp biểu đồ gia tốc Lịch sử ứng suất chuyển đổi thành số chu kỳ đồng dạng tương đương; - Xác định khả hóa lỏng cách so sánh đặc trưng độ bền chu kỳ với chu kỳ tương đương tính tốn lớp Động đất nghiêm trọng sử dụng phân tích cấu trúc, hệ thống thành phần khơng thiết phải giống động đất nghiêm trọng dùng đánh giá khả hóa lỏng vật liệu tạo móng Động đất xa kéo dài gây địa điểm số lớn chu kỳ rung động với biên độ đáng kể gia tốc nhỏ, gây hóa lỏng đất 4.4.2.3 Các phương pháp phân tích phức tạp 4.4.2.3.1 Phân tích phức tạp Trong phương pháp phân tích phức tạp, cần xây dựng mơ hình cấu thành đất kết hợp với phân tích phi tuyến bước để đánh giá trực tiếp tích lũy áp suất nước lỗ rỗng phản ứng động lực học lớp bề mặt Trong đa số trường hợp, phương pháp phân tích ứng suất hiệu dụng thực mơ thay đổi áp suất nước lỗ rỗng theo thời gian tác động chúng lên tính chất đất Trong phương pháp phân tích phức tạp, khả hóa lỏng đánh giá trực rung động địa chấn đầu vào lựa chọn dạng tích lũy áp suất hay biến dạng Tuy nhiên, kết thay đổi khác biệt thông số rung động đầu vào, mơ hình cấu thành thơng số khác Khi thực đánh giá cuối cần ý đến mức độ thay đổi 4.4.2.3.2 Hệ số an toàn Hệ số an toàn xác định từ việc so sánh kết phân tích với: - Kết thực nghiệm; - Kết cận thu từ việc áp dụng phương pháp phân tích Có thể tính tốn kết cận từ phương pháp phân tích sử dụng thơng số mặt cắt thiết kế thiên an toàn Đối với loại cát bở rời, tăng nhẹ ứng suất địa chấn làm cho chúng trở nên khơng ổn định, biến dạng lớn Trong cát chặt vừa đến chặt, gia tăng ứng suất địa chấn gây biến dạng nhỏ kể áp suất nước lỗ rỗng tăng đến 100 % Khó xác định trước hệ số an tồn chấp nhận nhiên trường hợp cần xác định chúng sở kết thu mô tả Chúng cần lựa chọn cho biến dạng động lực học biến dạng dư không ảnh hưởng đến khả làm việc móng Xem xét móng 5.1 Cơng tác móng 5.1.1 Cơng tác móng sơ Cơng tác móng sơ hoạt động địa kỹ thuật thực trước đặt móng bê tơng Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến khả làm việc móng điều kiện chất tải dự kiến quan trọng an toàn, bao gồm: - Thử nghiệm nguyên mẫu (bao gồm đất lắp thử nghiệm kiểm nghiệm kỹ thuật gia cố vật liệu móng); - Đào hố móng hệ thống hố móng; - Thốt nước kiểm sốt việc thoát nước; - Đào bỏ đá; - Đo vẽ hố móng; - Gia cường vật liệu móng (kể thay vật liệu thoát nước); - Lấp hố móng vật liệu có cốt; - Phủ bùn lớp bảo vệ khác Công tác đất hoạt động cần bao gồm yêu cầu thử nghiệm để kiểm soát ghi chép cẩn thận Việc thử nghiệm phải tiến hành trường, phịng thí nghiệm suốt q trình xây dựng 5.1.2 Gia cường móng 5.1.2.1 Gia cường móng Gia cường móng có nghĩa, bao gồm việc thay đổi tính chất học vật liệu (thí dụ đầm đất), thay toàn đất bở rời đất yếu vật liệu tốt hơn, hay sử dụng vật liệu bổ sung để cải thiện tính chất tĩnh động học vật liệu Một phương pháp khác sử dụng móng sâu 5.1.2.2 Các trường hợp cần gia cường móng Nền móng cần gia cường nếu: - Đất không chịu tải trọng tịa nhà gây lún q mức cho phép; - Có hang, hốc có khả gây sụt lún; - Có tính khơng đồng quy mơ kích cỡ tịa nhà, có khả làm nghiêng lún lệch vượt mức cho phép 5.1.2.3 Các dạng công tác gia cường móng Nếu cần gia cường móng cần tiến hành cơng việc sau: - Xác định đặc điểm trường tại; - Xác định đặc điểm cần thiết vật liệu móng; - Lựa chọn công nghệ cụ thể để gia cường móng (đào độ sâu móng lắp đất đầm chặt, đào bỏ đá, đầm nén nhiều phương pháp khác nhau, hóa cứng xi măng hay nước thường xun); - Thực chương trình thử nghiệm nguyên mẫu để thẩm định thực nghiệm hiệu phương pháp gia cường đất dự kiến; - Sau thẩm định công nghệ, chuẩn bị yêu cầu kỹ thuật thực trường; - Khi hồn thành chương trình gia cường móng, tiến hành mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật; - Thể thông số cải thiện vật liệu móng hồ sơ thiết kế phục vụ cho việc đánh giá 5.1.3 Lựa chọn hệ móng xây dựng 5.1.3.1 Các kiểu hệ móng Có hai kiểu hệ móng dùng để truyền tải trọng cơng trình xuống đất là: móng nơng móng sâu Nền móng nơng sử dụng trường hợp phân bố tải lớp đất đủ tốt Trong trường hợp đất yếu, móng sâu dùng để truyền tải trọng cơng trình tới xuống lớp đất cứng sâu Do tính phức tạp thiết kế, phương án móng nơng thường xem xét trước phương án móng sâu xem xét sau 5.1.3.2 Các tiêu chí lựa chọn hệ móng Các tiêu chí sau cần phải áp dụng lựa chọn hệ móng: - Tải trọng cấu trúc phải truyền xuống đất mà không gây biến dạng mức cho phép; - Biến dạng đất rung động đầu vào mức SL-2 gây phải phù hợp với yêu cầu thiết kế cấu trúc; - Rủi ro liên quan tới sai số đánh giá phản ứng địa chấn phải xem xét thiết kế xây dựng móng; - Rủi ro liên quan đến nước ngầm có khả “ăn mịn” phải tính đến; - Mỗi cấu trúc sử dụng kiểu hệ móng; Lựa chọn kiểu móng phải phụ thuộc vào kiểu cơng trình (nên sử dụng móng bè cho đảo hạt nhân đảm bảo lún đồng điều kiện chất tải tĩnh động phân cách cơng trình mơi trường xung quanh) 5.1.3.3 Yêu cầu phân tích hồ sơ thiết kế Kết phân tích hồ sơ thiết kế phải thể phản ứng cấu trúc tải trọng dự kiến Do đó, kết phân tích móng cấu trúc phải thể điều kiện hồn cơng 5.2 Tương tác đất - cấu trúc 5.2.1 Phân tích tĩnh 5.2.1.1 Thống sơ đầu vào 5.2.1.1.1 Thông số vật liệu bề mặt Sự phân bố áp suất tiếp xúc móng ứng suất tạo vật liệu bề mặt thu từ phân tích tương tác tĩnh cấu trúc - đất Ngồi thơng số đàn hồi hình học cấu trúc, phép tính tốn áp suất tiếp xúc móng, hồ sơ thiết kế phải bao gồm thông số vật liệu bề mặt sau: - Các mô-đun đàn hồi hệ số Poat-xông đất biến đổi chúng theo độ sâu mức biến dạng; - Phản ứng mặt đắp nền; - Thể trọng vật liệu bề mặt; - Chế độ nước ngầm 5.2.1.1.2 Thông tin lịch sử ứng suất vật liệu bề mặt Nếu vật liệu bề mặt đất hay đá mềm yếu, cần thu thập thông tin lịch sử ứng suất chúng để dự đoán khả lún bùng để đánh giá tai biến phá hủy (do trượt) tồn móng Để tính tốn ứng suất lịch sử, cần thu thập thơng tin sau: - Lịch sử ứng suất địa chất ứng suất tiền cố kết hệ số cố kết tương ứng; - Lịch sử chất tải - dỡ tải vận hành thoát nước, đào, lấp xây dựng cơng trình, đặc điểm hình học khoảng không gian bị xáo động; - Các thông số cần thiết cho việc thiết lập áp dụng quy luật cấu thành vật liệu bề mặt biến đổi chúng theo chiều sâu; - Đặc trưng hình học, độ cứng móng cấu trúc thượng tầng 5.2.1.2 Các phương pháp phân tích Kiểu móng sử dụng rộng rãi cho NMĐHN kiểu móng bè Khi thiết kế kiểu móng phải phân tích kiểu phản ứng cấu trúc cứng phù hợp (như móng cứng vơ hạn, móng linh hoạt hay độ cứng cấu trúc thực tế) Trong trường hợp cần thiết, phải tính đến độ cứng cơng trình mặt đất Để tính tốn phân bố áp lực tiếp xúc móng bè, mơ vật liệu móng phương pháp phần tử hữu hạn (thể môi trường liên tục) việc biểu diễn dạng hệ thống lị xo có độ cứng tương đương với hệ số phản lực (thể dạng khối) Hai điều kiện tới hạn móng cứng vơ hạn móng mềm vơ hạn (trường hợp tải phân bố lớp bề mặt) Đối với điều kiện trung gian hay gặp thực tế, thường sử dụng phương pháp số trị chương trình máy tính Cần xem xét trường hợp độ cứng cấu trúc thay đổi trình xây dựng Cũng cần xem xét trường hợp vật liệu bề mặt thể tính chất phi tuyến điều kiện chất tải dỡ tải trình đào đất, thoát nước lấp đất Đối với cấu trúc gần nhau, cần đánh giá tác động có chúng phản ứng lớp bề mặt Khi đó, cần xem xét tiến hành phân tích ba chiều 5.2.2 Phân tích động lực học 5.2.2.1 Các yếu tố phân tích tương tác động lực học đất - cấu trúc 5.2.2.1.1 Mục đích Mục đích phân tích tương tác động lực học đất - cấu trúc xác định phản ứng động lực học cấu trúc, có tính đến tác động kết hợp cấu trúc môi trường móng phụ trợ, hệ thống chịu tải trọng động từ bên rung động động đất 5.2.2.1.2 Cấu trúc chịu tải trọng động từ bên Đối với cấu trúc chịu tải trọng động từ bên ngồi gió, vụ nổ rung động cưỡng bức, phải xác định phản ứng động lực học hệ cấu trúc - đất theo ba bước sau: - Xác định tính chất động lực học cấu trúc (bước mơ hình hóa cấu trúc); - Xác định mối quan hệ lực - dịch chuyển mơi trường móng (bước xác định sức kháng móng); - Xác định phản ứng động lực học hệ kết hợp cấu trúc - đất tải trọng tác động (bước phân tích phản ứng tương tác) 5.2.2.1.3 Đối với cấu trúc chịu rung động động đất Đối với cấu trúc chịu rung động động đất, bước quy định trên, xác định phản ứng động lực học hệ cấu trúc - đất phải xác định thông số rung động đất đầu vào, bao gồm hai phần sau: - Xác định rung động trường tự (tức phản ứng đất địa điểm); - Xác định phân tán (thay đổi) rung động trường tự có cấu trúc hoạt động đào đất 5.2.2.1.4 Đối với điều kiện vật liệu móng loại loại Việc phân tích tương tác cấu trúc - đất nói chung phải thực cho địa điểm có điều kiện vật liệu móng loại loại Có thể giả thiết cố định mơ cấu trúc NMĐHN phân tích phản ứng địa chấn địa điểm có điều kiện vật liệu móng loại 5.2.2.2 Các bước phân tích tương tác cấu trúc - đất mặt địa chấn Phân tích đầy đủ tương tác cấu trúc - đất mặt địa chấn bao gồm bước sau: - Phân tích phản ứng đất địa điểm; - Phân tích tán xạ móng; - Phân tích trở kháng móng; - Mơ hình hóa cấu trúc; - Phân tích phản ứng tương tác hệ thống kết hợp cấu trúc - đất 5.2.2.3 Thông số đầu vào Khi phân tích tương tác cấu trúc - đất mặt địa chấn, phải sử dụng thông tin sau: - Giá trị ước tính tốt vận tốc sóng khối (sóng nén sóng cắt) với phạm vi biến thiên xác định kỹ thuật ghi đo trường; - Số lượng độ dày lớp bán không gian nhớt đàn hồi Việc phân chia lớp phải đảm bảo tính đồng lớp (nghĩa loại đất vận tốc sóng cắt); - Điều kiện ban đầu vật liệu bề mặt thể vận tốc sóng cắt (hoặc mơ-đun cắt) ứng với biến dạng nhỏ hệ số Poat-xông Các giá trị xác định lớp móng mơ hình; - Đặc tính phi tuyến đất cần xem xét đến cách sử dụng tính chất vật liệu tuyến tính tương đương Các thông số thiết kế cần thiết cho phương pháp tuyến tính tương đương mođun cắt hệ thức hệ số tắt dần biến dạng cắt lớp bề mặt; - Mực nước áp dụng để phân tích điều kiện rung động đất tham chiếu; - Thể trọng tổng vật liệu lớp; - Độ sâu đặt móng cấu trúc; - Đặc trưng kích thước hình học móng; - Độ cứng móng bè; - Khối lượng, độ cứng, độ tắt dần công trình mặt đất 5.2.3 Phương pháp phân tích 5.2.3.1 Các tác động đến phân tích tương tác cấu trúc - đất Khi phân tích tương tác cấu trúc - đất cần phải xem xét tác động sau: - Tác động điều kiện móng đến phản ứng động lực học cấu trúc; - Tác động cấu trúc ngầm (ví dụ hiệu ứng tán xạ); - Tác động áp suất biến dạng động cấu trúc ngầm; - Sự nâng lên móng; - Tương tác cấu trúc - đất- cấu trúc 5.2.3.2 Các tác động đến phân tích yếu tố bất định Cần xem xét ảnh hưởng đến phân tích yếu tố bất định thơng số thiết kế vật liệu móng Các ảnh hưởng dẫn đến khoảng kết quả, bao trùm lên phổ phản ứng hệ tương tác cấu trúc - đất Cần sử dụng cách tiếp cận tương tự quy định 4.3.5 5.2.3.3 Đóng góp đặc tính tắt dần Cần xem xét ảnh hưởng loại tắt dần khác (tắt dần vật liệu tắt dần nhớt, trễ xạ) Đối với hệ thống cấu trúc - đất bao gồm thành phần (hệ thống móng, cấu trúc hợp phần cấu trúc) có tính chất tắt dần khác nhau, thực mơ hình hóa cách sử dụng mơ hình có độ tắt dần liên hợp Thường sử dụng giá trị giới hạn tắt dần lớn nhất, nhiên, chúng phụ thuộc vào mơ hình phương pháp phân tích lựa chọn 5.2.3.4 Phương pháp phân tích tương tác cấu trúc - đất Có số phương pháp thể mơi trường móng phân tích tương tác cấu trúc - đất Bốn phương pháp sử dụng phương pháp thể thông số biểu kiến đất lò xo, phương pháp phân khối bán không gian liên tục 3-D, phương pháp phân khối phần tử hữu hạn 3D phương pháp phần tử hữu hạn đối xứng trực tiếp (một bước) Các phương pháp phân tích tương tác cấu trúc - đất sử dụng giả định với mơ hình tốn khác Phương pháp có hạn chế ưu điểm khác Do đó, phải lựa chọn phương pháp phân tích hợp lý điều kiện địa điểm Khi phân tích tương tác cấu trúc - đất, cần xem xét ảnh hưởng việc chia lớp đất, độ sâu đặt móng, tính chất phụ thuộc biến dạng đất, mực nước ngầm điều kiện lấp đất Vì đất cấu trúc thể đặc trưng động lực học ba chiều nên vấn đề tương tác cấu trúc - đất cấu trúc tượng ba chiều Cần thực phân tích ba chiều để thể đầy đủ đặc trưng đất cấu trúc NMĐHN 5.3 Độ ổn định Đánh giá độ ổn định móng phải thực điều kiện tải tĩnh (thường xuyên) kết hợp tải tĩnh tải động động đất gây (thành phần thẳng đứng gia tốc địa chấn phải xem xét theo hai hướng lên xuống) Đánh giá phải bao gồm việc xem xét khả chịu tải, lật trượt 5.3.1 Tham số đầu vào 5.3.1.1 Thông tin cần thiết Khi thực phân tích độ ổn định, cần có thơng tin sau: - Dữ liệu hình học móng; - Tải trọng lên móng kết hợp tải trọng cần xem xét; - Điều kiện đất, bao gồm mực nước tính chất học như: thể trọng, thể trọng vật liệu lấp, lực kết dính, gốc kháng trượt hiệu dụng, gốc kháng trượt đất cấu trúc Góc kháng trượt đất cấu trúc phải nhỏ góc kháng trượt hiệu dụng móng đổ chỗ nhỏ 2/3 góc kháng trượt hiệu dụng móng tiền chế 5.3.1.2 Lực địa chấn theo chu kỳ Các lực địa chấn theo chu kỳ sinh vật liệu tạo động đất cần tính tốn phương pháp động lực học thích hợp để tìm giá trị lớn chúng, để ước tính số chu kỳ chất tải tương đương cần thiết để đánh giá khả chịu tải Những lực chuyển đổi thành lực tĩnh học tương đương đánh giá độ ổn định Phương pháp cần áp dụng phân tích khả bùng lật móng tính tốn tải trọng bên vách ngầm tường chắn Lực tĩnh học tương đương phải tính tốn cho hạng mục 5.3.1.3 Mực nước Mực nước mặt phải giả thiết mực nước lớn xảy ngập lụt lớn điều kiện tải tĩnh Mực nước ngầm giả thiết mức trung bình xác định khả chịu tải điều kiện tải địa chấn mức SL-2 5.3.2 Khả chịu tải 5.3.2.1 Đối với điều kiện bề mặt tương đối đồng Quy trình xác định tính chất học đất sử dụng tính tốn khả chịu tải cuối áp dụng trường hợp vật liệu bề mặt tương đối đồng Phân tích cân đàn hồi - dẻo thực trường hợp biến dạng phẳng đối xứng theo trục Vấn đề phải lựa chọn mơ hình tốn học biểu diễn tính chất đất mối quan hệ thành phần cấu thành (ứng suất - biến dạng - thời gian) Những lời giải sẵn có thường áp dụng cho chất rắn dẻo cứng theo lý thuyết dẻo cổ điển Chất rắn giả thiết không biến dạng trước xảy phá hủy cắt sau chảy dẻo ứng suất khơng đổi Những lời giải chấp nhận bối cảnh thực tế xem xét thỏa mãn giả thiết liên quan đến phương pháp 5.3.2.2 Đối với điều kiện lớp bề mặt không đồng Trong trường hợp điều kiện lớp bề mặt không đồng nhất, phải xác định khả chịu tải cuối phương pháp mặt trượt Trong trường hợp vật liệu bề mặt có khơng đồng nhất, dị hướng không liên tục đáng kể, cần sử dụng phương pháp mặt trượt thay cho công thức xác định khả chịu tải Trong phương pháp truyền thống này, mặt trượt tiềm có hệ số an tồn kháng trượt nhỏ xác định trước cho vật liệu bề mặt phân tích tải tĩnh ban đầu tải địa chấn tương đương Trường hợp hệ số an tồn tính tốn thấp giá trị chấp nhận được, cần tiến hành phân tích chi tiết Có thể tiến hành phân tích động lực học sử dụng giá trị gia tốc theo thời gian điều kiện tải tĩnh ban đầu Trong tất phép phân tích, lực địa chấn theo phương thẳng đứng phải tính đến thiên an tồn Trong trường hợp đất kết dính, phải đánh giá khả chịu tải ngắn hạn dài hạn 5.3.3 Hệ số an tồn Thơng thường, điều kiện tải tĩnh, nguy phá hủy đất chịu tải NMĐHN cần phải thấp để có hệ số an toàn cao đủ để đáp ứng điều kiện tải địa chấn mức SL-2 với hệ số an toàn hợp lý Trường hợp đạt hệ số an toàn cần thiết sở giả thiết thiên an tồn khơng cần tiến hành phân tích Cần ý hệ số an tồn chấp nhận phụ thuộc vào phương pháp phân tích nhiều yếu tố khác Trong phương pháp xác định khả chịu tải thông thường, hệ số an tồn khơng nên thấp 3,0 điều kiện tải tĩnh, không nên thấp 1,5 điều kiện tải kết hợp, bao gồm tải địa chấn đầu vào mức SL-2 (khả lật) Hệ số an toàn xác định phương pháp mặt trượt truyền thống cần phải lớn 2,0 điều kiện tải kết hợp, bao gồm tải địa chấn đầu vào mức SL-2 Trường hợp hệ số an toàn xác định thấp giá trị chấp nhận được, cần thực phân tích bổ sung Trường hợp vật liệu đá bị đập vỡ, cần xác định hệ số an toàn cục Hệ số an toàn cục định nghĩa tỷ số độ bền với ứng suất tác động điểm có khả xảy biến dạng dẻo trượt cục dọc theo đới dập vỡ phong hóa móng Hệ số thể phạm vi vùng biến dạng dẻo phá hủy tích lũy vật liệu tải trọng thiết kế Nó có ích cho việc xác định vị trí phạm vi cần gia cường vật liệu lựa chọn kỹ thuật gia cường phù hợp Trong điều kiện tải kết hợp, bao gồm tải địa chấn đầu vào mức SL-2, hệ số an toàn thấp phạm vi đủ rộng để ảnh hưởng tới cấu trúc NMĐHN cần gia cường Tuy nhiên, độ ổn định vĩ mô phải đánh giá sở hệ số an toàn chịu tải kháng trượt 5.3.4 Lật Trong số trường hợp kết hợp rung động lớp bề mặt, mực nước ngầm cấu trúc hình học cơng trình, phương pháp tính tốn truyền thống cho kết dự báo bùng Điều khơng thiết có nghĩa bùng lên mà thường quy trình tính tốn truyền thống phản ứng cấu trúc khơng thích hợp Trong trường hợp diện tích bề mặt phần bùng ước tính lớn 30 % tổng diện tích bề mặt móng, cần áp dụng phương pháp khác phù hợp phân tích tương tác động lực học cấu trúc - đất Mức độ bùng phải giới hạn giá trị chấp nhận mối tương quan với khả chịu tải đất yêu cầu chức Điều kiện bùng cần xem xét đến phân tích khả chịu tải vật liệu móng 5.3.5 Trượt Cần khảo sát khả trượt móng cấu trúc Đối với móng đặt sâu lớp bề mặt, áp lực đất chủ động đất cần xem tải trọng ngang bổ sung khả chịu tải bổ sung phải giới hạn theo giá trị áp lực đất trạng thái nghỉ Đánh giá an toàn trượt móng NMĐHN bao gồm khơng đánh giá cân lực kháng trượt tải trọng thiết kế, mà so sánh độ dịch chuyển (đánh giá phương pháp thích hợp, phương pháp phần tử hữu hạn hay phương pháp phần tử biên) sau xảy rung động địa chấn đầu vào mức SL-2 với giá trị chấp nhận 5.4 Lún bùng 5.4.1 Phân tích tĩnh Cần đánh giá độ lún ngắn dài hạn (trong trình vận hành NMĐHN) Lún phụ thuộc vào thời gian tính tốn cách áp dụng lý thuyết cố kết cổ điển phương pháp phân tích phi tuyến phức tạp khác Trong đất bão hòa, cần xem xét ba thành phần sau: - Lún khơng nước, trượt, đất bão hịa hồn tồn; - Lún cố kết; - Lún oải Để đánh giá lún dài hạn, cần thực hoạt động sau: - Xác định rõ trình chất tải dự kiến vật liệu bề mặt (trình tự khai đào, q trình nước, lấp đất, trình xây dựng); - Xem xét thông số: áp suất tiền cố kết, hệ số cố kết, mô-đun Young ban đầu, hệ số Poat-xông thông số khác định hệ thức cấu thành cụ thể; giá trị thơng số phải xác định toàn mặt cắt cần quan tâm; - Đối với lớp, lựa chọn mơ hình phù hợp với kết kiểm tra phịng thí nghiệm trường; - Đánh giá điều chỉnh mơ hình sở luận giải kết đo lún bùng q trình khai đào, nước, lấp đất xây dựng; - Hiệu chỉnh mô hình cách so sánh thơng số dự đốn với thơng số quan trắc để tiếp tục sử dụng mơ hình cho dự báo khác 5.4.2 Phân tích động Cần thực đánh giá lún lệch lún toàn phần thiên an toàn thiết kế móng cơng trình, móng cấu trúc kết nối tòa nhà liền kề móng cho máy móc Trong trường hợp chưa có phân tích tương tác cấu trúc - đất - cấu trúc phải thực cơng việc cho cơng trình dịch chuyển riêng cơng trình phải kết hợp để xác định tỷ phần động dịch chuyển lệch, cần xem xét thành phần ngang, thành phần thẳng đứng kết hợp hai thành phần Đối với địa điểm đất mềm yếu, độ lún dư sau động đất phải đánh giá phương pháp có sẵn tốt 5.5 Ảnh hưởng rung động kích thích Nền móng cấu trúc chịu rung có tải rung phải thiết kế để bảo đảm rung động không gây lún mức Để đạt mục đích này, cần áp dụng biện pháp phịng ngừa, bảo đảm khơng xảy cộng hưởng tần số tải xung tần số tới hạn hệ thống móng - đất Trong trường hợp khơng có biện pháp phịng ngừa thích hợp, cần cách ly nguồn rung với kết cấu đỡ với đất lò xo hệ thống lị xo giảm xóc Cấu trúc đất đắp 6.1 Khái quát Việc thiết kế cấu trúc đất đắp cấu trúc ngầm liên quan đến an toàn NMĐHN phải phù hợp với thiết kế NMĐHN Đặc biệt, việc thiết kế NMĐHN chống lại tai biến ngoại lai phải phù hợp với cố lựa chọn thiết kế Các cố tải trọng với chúng phải liệt kê tài liệu hợp đồng tham chiếu liên quan tới cấu trúc đất đắp cấu trúc ngầm Cần bổ sung cố cụ thể, có, vào danh mục cố ảnh hưởng tới an toàn cấu trúc Chẳng hạn: - Tính qn: Mức độ an tồn địa chấn đạt thông qua thiết kế đê đập liên quan tới an toàn phải quán với mức độ an tồn địa chấn cấu trúc NMĐHN; - Sự kiện cụ thể: Liên quan đến tính ổn định sườn dốc, cần xem xét trận mưa lớn với chu kỳ lặp lại quán với chu kỳ tượng khí tượng lựa chọn thiết kế NMĐHN 6.2 Sườn dốc tự nhiên 6.2.1 Đánh giá tính ổn định sườn dốc tự nhiên Sự ổn định sườn dốc tự nhiên xung quanh cơng trình quan trọng NMĐHN phải khảo sát mối liên quan tới an toàn NMĐHN Việc đánh giá an toàn phụ thuộc chủ yếu vào khoảng cách tới NMĐHN đặc điểm sườn dốc Trường hợp sườn dốc luận chứng khoảng cách đủ xa cơng trình quan trọng khối trượt ảnh hưởng tới cấu trúc liên quan tới an tồn khơng cần thực biện pháp xử lý Các sườn dốc có khả gây nguy hiểm cần phải phân loại theo yếu tố khoảng cách, độ dốc, độ cao, đặc điểm địa chất, hàm lượng nước đặc điểm địa kỹ thuật khác vật liệu sườn dốc Trong q trình đánh giá an tồn, cần xem xét ảnh hưởng động đất mưa lớn để đánh giá khả gây nguy hại sườn dốc tự nhiên Trong trường hợp sườn dốc cho có khả gây nguy hại, cần tiến hành phân tích ổn định sườn dốc phương pháp phù hợp Phương pháp phân tích mặt trượt truyền thống thường thực để đánh giá yếu tố an toàn trường hợp xảy lở đất 6.2.2 Các yếu tố cần đánh giá liên quan đến tác động địa chấn Tác động địa chấn thường xem xét lực quán tính tĩnh tương đương hệ số địa chấn Để đánh giá tĩnh lực tương đương, cần thiết lập lại hệ số khuếch đại địa chấn sườn dốc cần thiết Cần sử dụng gia tốc cực đại đánh giá lực quán tính; sử dụng giá trị nhỏ chứng minh hợp lý thơng qua nghiên cứu bổ sung Hệ số an toàn nên lớn 1,5 Trường hợp hệ số an tồn khơng đủ lớn, cần tiến hành phân tích phản ứng động lực học sở rung chấn thiết kế Trong trường hợp cần thiết hệ số an toàn gần 1,0 cần đánh giá biến dạng dư để khẳng định hệ số an toàn cuối 6.2.3 Biện pháp khắc phục nguy trượt lở đất Trường hợp hệ số an toàn đánh giá đủ thấp cho thấy trượt lở lớn có nguy xảy ra, cần thiết kế thực biện pháp phù hợp nhằm ổn định gia cố sườn dốc ngăn chặn đất đá trượt có khả ảnh hưởng tới cấu trúc liên quan tới an toàn NMĐHN Trong trường hợp khơng có biện pháp khắc phục phù hợp, cần thay đổi sơ đồ bố trí NMĐHN 6.3 Đê đập Khi thiết kế đê đập, cần tham khảo tài liệu hướng dẫn thiết kế phù hợp 6.3.1 Xem xét đặc biệt Trước xây dựng, ngồi thí nghiệm truyền thống địa vật lý địa kỹ thuật, cần lưu ý đặc biệt tới tính thấm địa điểm gần khu vực xây dựng móng Cần quan trắc đặc tính suốt thời gian vận hành NMĐHN Ngoài kiểu phá hủy thông thường, thiết kế cấu trúc đất đắp, cần xem xét tất kiểu phá hủy có khả xảy hai thơng số: áp lực nước lỗ rỗng bên cấu trúc ăn mòn nội dòng nước bên cấu trúc gây 6.3.2 Thiết kế, phân tích giám sát Do hậu an toàn NMĐHN xảy phá hủy (chẳng hạn nước làm mát), yêu cầu thiết kế đê đập phải phù hợp với yêu cầu thiết kế NMĐHN, đặc biệt với yêu cầu đánh giá tai biến tự nhiên (động đất, mưa lớn hay ngập lụt định kỳ) Ngoài phương pháp thiết kế kỹ thuật thơng thường, cần tiến hành phân tích chun biệt để tính tốn thơng số liên quan cấu trúc (như dịch chuyển, áp suất nước lỗ rỗng) Cần so sánh giá trị thơng số tính tốn với giá trị đo trường giai đoạn khác trình xây dựng Cần giám sát (kiểm tra định kỳ), theo dõi, bảo trì thường xuyên đê đập trình xây dựng vận hành nhằm ngăn ngừa hư hại xảy xói mịn bên thân đê 6.4 Tường, đê, kè chắn sóng biển 6.4.1 Các yếu tố cần đánh giá liên quan đến tác động sóng, sóng thần động đất Cần xem xét tác động ngoại lai sóng, sóng thần động đất đánh giá nguy phá hủy tường, đê, kè chắn sóng biển Cần đánh giá hiệu ứng động sóng có tính đến mực nước tĩnh cao xác định đánh giá tai biến ngập lụt Khi đánh giá tính ổn định tường, đê, kè chắn sóng biển cần xem xét tính bền vững chúng lẫn hậu chúng bị phá hủy Các phương pháp đánh giá tương tự phương pháp đánh giá trượt lở sườn dốc Khi đánh giá tính ổn định, cần xem xét tính chất vật liệu cấu trúc kể vật liệu đắp, thí dụ khối bê tông, cao su khối lớn khác Các loại đất cát phải đánh giá nguy hóa lỏng gặp chân cấu trúc 6.4.2 Biện pháp khắc phục nguy phá hủy tường, đê, kè chắn sóng biển Hậu phá hủy cấu trúc (tác động phụ chúng) hệ thống đường ống, ống dẫn công trình ngầm khác có liên quan đến an tồn đặt gần xun qua cơng trình NMĐHN cần xem xét cách thích đáng Trường hợp có khả xảy tác động nguy hại, cần thực biện pháp khắc phục thích hợp để bảo vệ cơng trình NMĐHN ngược lại cần xem xét lại sơ đồ bố trí NMĐHN Cấu trúc ngầm 7.1 Tường chắn Cần xem xét loại tường chắn sau: - Tường trọng lực tường mà khối lượng lớp đất chắn đóng vai trị quan trọng tính ổn định - Tường chơn sâu đất, ví dụ cừ, độ ổn định tường phụ thuộc vào áp lực bị động đất và/hoặc neo 7.1.2 Thông số đầu vào yếu tố cần đánh giá Thông số đầu vào tương tự với thông số dùng để đánh giá tính ổn định móng, thường bổ sung liệu hình học khối đất phía sau tường chắn, cụ thể độ dốc sườn Đặc biệt cần ý đến việc xác định mực nước Cần cung cấp liệu đất tới độ sâu tương thích với phân tích đánh giá tính ổn định Khi đánh giá tính ổn định, áp lực đất phía sau tường coi áp lực chủ động Nếu có yêu cầu hạn chế độ dịch chuyển cho phép tường áp lực đất phải lấy trạng thái nghỉ Áp lực đất chủ động động đất gây cần đánh giá cách xem xét trọng lực nhân tạo tác động theo hướng không thuận lợi Thành phần thẳng đứng gia tốc địa chấn coi tác động theo hướng lên xuống Tương tự vậy, áp lực đất bị động coi tạo nhiều ảnh hưởng không thuận lợi Khi phân tích tính ổn định, cần xem xét kiểu phá hủy theo mặt trượt liên quan đến khả chắn tường Các hệ số an toàn liên quan tương ứng hệ số an toàn sườn dốc tự nhiên khả chịu tải móng Cần bảo đảm rằng, đất phía móng khơng dễ hóa lỏng điều kiện động đất mức SL-2 7.2 Cấu trúc đặt sâu đất 7.2.1 Các hệ cần xem xét Cấu trúc đặt sâu đất cơng trình có móng đủ sâu để tương tác tường đất với đất xung quanh đáng kể Cần tính đến hai hệ sau: - Tường đất hoạt động tường chắn (đã xem xét phần trên); - Trường hợp tác động đến cơng trình, trường hợp xem xét 7.2.2 Thông số đầu vào yếu tố cần đánh giá Các thông số đầu vào để đánh giá cấu trúc đặt sâu đất tương tự móng, tường chắn cần thu thập Ngồi cần bổ sung thơng tin u cầu an toàn khả sử dụng tường đất, đặc biệt yêu cầu chống thấm cần phải thỏa mãn trường hợp chịu tải khác Khả rạn nứt bê tông (và cần thiết phải hạn chế ứng suất cốt sắt bê tơng) phải tính đến thiết kế móng cần đặc biệt ý tới thiết kế mối nối xây dựng tòa nhà Ảnh hưởng nước ngầm đến độ ổn định khả chống thấm cấu trúc đặt sâu đất phải xem xét đến thiết kế Trong trường hợp cần bố trí hệ thống nước cho móng mực nước ngầm, cần tính đến áp suất thủy tĩnh Đối với địa điểm ven biển, tác động tiêu cực việc thay đổi độ mặn nước ngầm đến vật liệu móng vật liệu cách ly phải xem xét Một cơng trình xem đặt sâu đất vật liệu lấp đầy đầm cẩn thận biện pháp thích hợp khác áp dụng Khi đó, tác động cơng trình tới khả chịu tải móng tương tác đất - cấu trúc cần tính đến Trường hợp cơng trình khơng đặt sâu đất cách học cần tính đến hệ độ sâu móng mà không cần để ý đến tương tác đất tường đất Ngay móng đặt sâu đất cách học không cần xem xét ma sát đất tường phân tích tính ổn định điều kiện chịu tải địa chấn 7.3 Ống dẫn, đường ống ngầm đường hầm 7.3.1 Chương trình khảo sát địa điểm Cần xem xét sơ đồ bố trí ống dẫn đường ống ngầm chương trình khảo sát địa điểm Các lỗ khoan hố kiểm tra với khoảng cách hợp lý cần phải bố trí dọc theo tuyến đường ống Cần đặc biệt ý xác định khu vực có gián đoạn thay đổi vật liệu móng dọc theo đường ống Lỗ khoan khảo sát hố kiểm tra phải có độ sâu phù hợp, tuỳ theo đặc điểm địa tầng vật liệu móng phía ống dẫn, cần đạt tới độ sâu lớp đất tốt phía cấu trúc mức móng Tác động chất ăn mịn mơi trường tới vật liệu ống dẫn phải đánh giá chương trình khảo sát địa điểm 7.3.2 Xem xét đặt đường ống ngầm Đường ống ngầm cần đặt độ sâu thích hợp để tránh hư hại tải trọng mặt đất (ví dụ tải giao thông) thiết kế để chịu tải trọng mặt đất tác động lên đường ống Đường ống cần đặt đất cát đầm chặt đất tốt để tránh bị hư hại biến dạng lún hóa lỏng vật liệu Trong trường hợp lớp bề mặt yếu, cần áp dụng kỹ thuật gia cố móng 7.3.3 Xem xét thiết kế hệ thống ngầm liên quan đến an toàn Hệ thống ngầm đường hầm liên quan đến an toàn phải thiết kế để chống lại tác động động đất Hệ thống đường ống ngầm dài chủ yếu chịu ảnh hưởng biến dạng dịch chuyển tương đối gây ảnh hưởng hiệu ứng quán tính Biến dạng thường sóng địa chấn dịch chuyển khác vị trí nối với tịa nhà (điểm neo) đất xung quanh đường ống ngầm gây Đối với hệ thống đường ống, ống dẫn ngầm đường hầm dài, cần xem xét tải trọng động đất gây sau đây: - Biến dạng sóng địa chấn truyền qua gây ra; - Dịch chuyển khác đới vật liệu khác nhau; - Biến dạng rung lắc đất điểm neo đất; - Phá hủy đất hóa lỏng, sạt lở đất sụt lún 7.3.4 Các xem xét phân tích Khi phân tích tác động rung lắc đất động đất gây hệ thống đường ống, cần xem xét hai loại tải sau đây: - Biến dạng tương đối sóng địa chấn truyền qua đất xung quanh biến dạng khác đất điểm neo; - Áp lực bên đất tác động lên mặt cắt cấu trúc Trừ có luận chứng khác giả thiết đoạn ống ngầm dài, cách xa điểm neo, khúc ngoặt đột ngột điểm giao dịch chuyển với đất xung quanh không dịch chuyển tương đối so với đất xung quanh Khi đó, biến dạng dọc trục lớn ước tính cách bỏ qua ma sát đường ống đất xung quanh Nếu có khả xảy trượt ống dẫn đất xung quanh cần tính đến ma sát đánh giá biến dạng dọc trục đoạn ống thẳng cách xa điểm neo, khúc ngoặt đột ngột điểm giao Mức độ biến dạng dọc trục ước tính phụ thuộc vào loại sóng có khả gây dịch chuyển phân biệt lớn lớp bề mặt Các loại sóng cần xem xét sóng nén, sóng cắt sóng bề mặt Ngồi việc tính toán lực biến dạng ống ngầm ảnh hưởng truyền sóng, cần xác định lực biến dạng chuyển động tương đối lớn điểm neo (ví dụ điểm nối với tịa nhà) đất xung quanh phản ứng động lực học điểm neo Khi tính tốn lực biến dạng lớn hệ thống ống ngầm, chuyển động điểm neo liền kề cần xem xét thiên an tồn Khi phân tích đường hầm, cần xem xét ứng suất biến dạng tất tải dự kiến gây ra, bao gồm rung chuyển động đất ứng suất đánh giá thực nghiệm phương pháp số phương pháp phần tử hữu hạn Đối với đường hầm giếng sâu, ứng suất biến dạng vòng sinh sóng địa chấn truyền qua cần xem xét thiết kế Quan trắc địa kỹ thuật 8.1 Mục đích quan trắc địa kỹ thuật Khảo sát ngầm, thí nghiệm trường phịng phải xác định giá trị thông số thông tin đặc trưng địa điểm thích hợp cho việc dự đoán khả làm việc hệ thống móng điều kiện tải dự kiến Chúng cho phép xây dựng tiêu chí thiết kế vật liệu cấu trúc móng điều kiện tải dự kiến Để kiểm định khả làm việc móng cấu trúc đất đắp, động thái trường thực tế chúng cần quan trắc từ bắt đầu hoạt động lựa chọn địa điểm xuyên suốt giai đoạn xây dựng vận hành Quan trắc tải trọng biến dạng thực tế cho phép kiểm tra trường động thái dự đốn trước móng cấu trúc đất đắp Do hoạt động xây dựng thường diễn khoảng thời gian dài nên liệu quan trắc cho phép điều chỉnh mơ hình lún sở diễn biến thực tế Do đó, dự đoán diễn biến thời gian dài với độ tin cậy hợp lý 8.2 Hướng dẫn quan trắc Các giai đoạn xây dựng thông thường bao gồm hoạt động đào đất, lấp đất xây dựng tòa nhà Động thái đất cần quan trắc suốt giai đoạn Trong trình đào đất lấp đất, cần theo dõi biến dạng vật liệu bề mặt (bùng nền, lún, dịch chuyển ngang) thực đánh giá tải Cần thực quan trắc liên tục suốt vòng đời NMĐHN Chế độ nước ngầm tòa nhà khu vực kế bên cần quan trắc nhằm đánh giá điều kiện giả thiết thiết kế, đặc biệt trường hợp lắp đặt hệ thống thoát nước sâu hệ thống thoát nước thường xuyên Cần quan trắc độ lệch, độ dịch chuyển thông số liên quan cấu trúc an toàn, bao gồm cấu trúc tường chắn cấu trúc đất đắp Cần quan trắc động thái địa chấn địa điểm vật liệu bề mặt Nhu cầu thiết bị quan trắc áp lực nước lỗ rỗng trường nghiên cứu hóa lỏng phải xem xét Thiết bị quan trắc phải lựa chọn cẩn thận để bảo đảm hệ thống quan trắc cung cấp thơng tin cần thiết suốt thời gian hoạt động NMĐHN Cần lựa chọn thiết bị sở kinh nghiệm Để định số lượng thiết bị cần sử dụng, cần tính đến tỉ lệ sai hỏng chúng 8.3 Thiết bị quan trắc Cần sử dụng thiết bị quan trắc quy định Bảng để quan sát phản ứng móng vật liệu liên quan Tùy theo đặc điểm địa điểm, yêu cầu loại NMĐHN, sử dụng thiết bị khác để quan trắc đất cơng trình (như căng kế, hộp đo tải trọng áp suất) Bảng - Thiết bị quan trắc Thông số cần xác định Loại thiết bị Nguyên lý Vị trí Đo áp suất Áp suất thủy tĩnh Lỗ khoan Hệ thống định vị toàn Quan sát vệ cầu tinh Địa điểm Đặc điểm địa hình Đánh giá địa điểm địa điểm Áp suất nước lỗ rỗng, mực nước Mục đích Quan trắc mực nước Mốc quan trắc lún Quan sát địa hình Mặt đất Độ dịch chuyển, độ Độ lún cấu trúc lún Đo gamma, chụp ảnh Chồng ảnh (chập ảnh) Mặt đất Biến dạng địa hình Biến dạng cấu trúc Bàn lún trường Địa hình Mặt đất Đo độ nghiêng Cơ học Lỗ khoan Đo địa chấn Thiết bị thủy lực Đo gia tốc, kích hoạt Trường tự do, cơng trình Độ dịch chuyển Độ lún cấu trúc Phương thẳng đứng Độ ổn định sườn dốc Lịch sử gia tốc theo Khả vận hành thời gian NMĐHN; động thái địa chấn cấu trúc; phổ phản ứng Ống chữ U thủy học, Trên Biến dạng ứng Động thái hệ pin Glotzl móng bè suất móng thống đất - cấu trúc bè THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Các vấn đề địa kỹ thuật đánh giá địa điểm móng NMĐHN, Bộ tiêu chuẩn an toàn NSG-3.6, IAEA, Viên (2004) [2] Thiết kế bảo đảm chất lượng kháng chấn NMĐHN, Hướng dẫn an toàn NS-G-1.6, IAEA, Viên (2003) [3] Đánh giá an toàn địa chấn sở hạt nhân hoạt động, Hướng dẫn an toàn NS-G- 2.13, IAEA, Viên (2009) [4] Đánh giá địa điểm sở hạt nhân, Yêu cầu an toàn NS-R-3, IAEA, Viên (2003) [5] Thiết kế hệ thống boong-ke lò phản ứng NMĐHN, Hướng dẫn an toàn NS-G-1.10, IAEA, Viên (2003) MỤC LỤC Phạm vi áp dụng Thuật ngữ định nghĩa Khảo sát địa điểm 3.1 Chương trình khảo sát 3.2 Nguồn liệu 3.3 Khảo sát lớp bề mặt có điều kiện phức tạp Đánh giá địa điểm 4.1 Phân nhóm địa điểm 4.2 Hồ sơ địa điểm 4.3 Phổ phản ứng địa chấn trường tự phổ phản ứng đặc trưng địa điểm 4.4 Khả hóa lỏng Xem xét móng 5.1 Cơng tác móng 5.2 Tương tác đất - cấu trúc 5.3 Độ ổn định 5.4 Lún bùng 5.5 Ảnh hưởng rung động kích thích Cấu trúc đất đắp 6.1 Khái quát 6.2 Sườn dốc tự nhiên 6.3 Đê đập 6.4 Tường, đê, kè chắn sóng biển Cấu trúc ngầm 7.1 Tường chắn 7.2 Cấu trúc đặt sâu đất 7.3 Ống dẫn, đường ống ngầm đường hầm Quan trắc địa kỹ thuật 8.1 Mục đích quan trắc địa kỹ thuật 8.2 Hướng dẫn quan trắc 8.3 Thiết bị quan trắc Thư mục tài liệu tham khảo