7. Cấu trúc luận văn
2.5. Ảnh hưởng của các yếu tố mặt bằng thi cơng và cơng trình lân cận đến thiết kế
2.5.2. Ảnh hưởng của các cơng trình lân cận
Khi xây dựng cơng trình ngầm bằng bất kỳ cơng nghệ nào thì dù là ít hay nhiều cũng làm thay đổi trạng thái ứng suất - biến dạng tự nhiên của khối đất đá, trong đó có thể xuất hiện sự phá vỡ nền đất, gây dịch chuyển lún trên bề mặt. Những dịch chuyển này, tuỳ thuộc vào mức độ, phạm vi ảnh hưởng, hướng và tốc độ phát triển có thể gây ra tác động xáo trộn trạng thái ổn định các cơng trình lân cận, kết cấu hạ tầng, mạng lưới các cơng trình ngầm.
Lún mặt đất gây ra biến dạng của các ngơi nhà và cơng trình mà rơi vào trong vùng biến dạng. Mức độ ảnh hưởng của chúng phụ thuộc vào độ lún có thể của mặt đất, hình dạng, kích thước và trạng thái kỹ thuật - khai thác của kết cấu cơng trình và vị trí phân bố của ngơi nhà và các cơng trình trong vùng biến dạng của mặt đất.
Các ngôi nhà mà nằm ở phần trung tâm của vùng biến dạng phải chịu ảnh hưởng của độ cong âm (lõm) của mặt đất, và vì vậy biến dạng sẽ phát triển nói chung ở các tầng thấp và móng cơng trình. Ở các vùng xây dựng liền kề nhau do sự nghiêng của các ngôi nhà bên cạnh, các ngơi nhà nằm gần đó có thể chịu biến dạng phụ thêm ở dạng đè hay ép của các bức tường, điều đó kèm theo sự phá vỡ các bức tường ở các đoạn riêng biệt. Các ngôi nhà mà rơi vào khoảng biên của vùng biến dạng chịu tác động của độ cong dương (lồi) của mặt đất, mà gây ra biến dạng, trước
tiên ở các tầng phía trên. Bất lợi nhất cho các ngôi nhà mà nằm ở đoạn uốn của vùng biến dạng chịu tác động kép của độ cong âm và dương của vùng biến dạng.
Ảnh hưởng lớn nhất đến các ngôi nhà gây ra bởi biến dạng thẳng đứng của mặt đất là độ nghiêng và độ cong. Độ nghiêng của móng dẫn đến sự nghiêng của các ngơi nhà, cịn độ cong gây ra sự uốn trong chúng. Biến dạng ngang kéo và nén tác động lên kết cấu của các ngôi nhà ở dạng lực ma sát ở đáy và các mặt bên của móng. Ảnh hưởng của các biến dạng ngang, nói chung nhỏ hơn nhiều ảnh hưởng của các biến dạng đứng, bởi vì rằng chúng tác động trên các đoạn ngắn, không xâm chiếm tồn bộ ngơi nhà.
Để đánh giá ảnh hưởng biến dạng lún mặt đất đến ngôi nhà tồn tại nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có thể kể đến các phương pháp của giáo sư Wahls (1981), Borcardin và Cording (1987), Attewwll (1986) và nêu trong quy trình CHиΠ 2.01.09-91.
Trong CHиΠ 2.01.09-91 phụ thuộc vào các thông số của đường cong biến dạng của vùng biến dạng có thể của mặt đất, người ta chia ra làm 4 nhóm (bảng 2.3). Khi đó việc sử dụng các biện pháp để bảo vệ các ngơi nhà và cơng trình trên các đoạn của bề mặt, nơi mà độ nghiêng nhỏ hơn 3mm/m và bán kính đường cong lớn hơn 20km.
Bảng 2.3. Phân nhóm hư hỏng của các cơng trình trên mặt đất
Nhóm Bán kính cong R(km) Độ nghiêng J(mm/m) I 1 ÷ 3 20 ÷ 10 II 3 ÷ 7 10 ÷ 7 III 7 ÷ 12 7 ÷ 5 IV 12 ÷ 20 5 ÷ 0
Trong nghiên cứu của Attewell và các nhà khoa học khác sự hư hỏng của các ngơi nhà và cơng trình trên mặt đất được chia ra 4 nhóm phụ thuộc vào độ nghiêng và độ lún lớn nhất mặt đất (bảng 2.3).
Tóm lại, biến dạng lún mặt đất ảnh hưởng bất lợi đến các ngôi nhà và công trình gần kề. Mức độ phá huỷ của các ngôi nhà trên mặt đất về cơ bản phụ thuộc vào trạng thái kết cấu của các ngôi nhà và giá trị các thông số của vùng biến dạng mặt đất. Khi đó trong một số trường hợp yêu cầu có các biện pháp bảo vệ chúng.
Bảng 2.4. Phân nhóm hư hỏng của các cơng trình trên mặt đất Nhóm hư hỏng Biến dạng lún mặt đất Độ lún lớn nhất ηm (mm) Độ nghiêng J (mm/m) Bỏ qua < 10 < 2 Khơng đáng kể 10 ÷ 50 2 ÷ 5 Trung bình 50 ÷ 75 5÷20 Đáng kể > 75 > 20