Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu ảnh hưởng khi xây dựng đường hầm metro trên biến dạng mặt đất khu vực TPHCM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG
HẦM MÉTRO ĐẾN BIẾN DẠNG MẶT ĐẤT KHU VỰC TP. HỒ CHÍ MINH
STUDY OF INFLUENCE OF BUILDING METRO CONSTRUCTIONS
ON SURFACE SETTLEMENT IN HO CHI MINH CITY
Võ Phán*, Nguyễn Quang Khải**
* Khoa Xây dựng, Đại học Bách khoa, Tp. Hồ Chí Minh
** Công ty Nippon Engineering Việt Nam, Tp. Hồ Chí Minh
* Faculty of Civil Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology
** Nippon Engineering Viet Nam Co. Ltd, Ho Chi Minh City
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

BẢN TÓM TẮT
Lún sụt và biến dạng bề mặt là vấn đề quan tâm hàng đầu trong quá trình thi
công đường hầm métro, đặc biệt là trong vùng đất yếu. Bài báo này giới thiệu
phương pháp tính toán biến dạng lún mặt đất của tác giả Schmidt-Peck 1969,
xác định bề rộng vùng biến dạng lún và tương quan giữa chiều sâu đặt hầm với
biến dạng lún bề mặt khi thi công đường hầm métro. Áp dụng cho đường hầm
xây dựng trong điều kiện địa chất khu vực Tp. Hồ Chí Minh.
ABSTRACT
Building shallow underground constructions in weak land makes subsidence.
This paper introduces methods predicting surface settlement of Schmidt-Peck

1969, defining settlement area and the relation between depth and settlement
when building tunnel, being applied to build tunnel in geology condition of Ho
Chi Minh City.


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việc xây dựng các hệ thống công trình đường hầm giao thông trong lòng đất là
một trong những giải pháp tối ưu để sử dụng đất đô thị có hiệu quả cao. Hệ
thống công trình đường hầm rất cần thiết cho một thành phố hiện đại để giải
quyết những vấn đề bức xúc hiện nay trong đô thị, không những đảm bảo cảnh
quan còn tiết kiệm được không gian trên mặt đất. Với ưu điểm vượt trội khi thi
công đường hầm bằng máy TBM (Tunnelling Boring Machine) không ảnh
hưởng đến giao thông và công trình trên mặt đất, khi xuyên qua sông sẽ không
ảnh hưởng đến giao thông thủy. Tuy nhiên trong khi xây dựng hoặc sau một
thời gian tồn tại của các công trình
đường hầm trong lòng đất đã gây ra hiện tượng bề mặt đất bị lún làm ảnh hưởng
rất lớn đến các công trình hiện hữu trên mặt đất.
Phần mềm Plaxis được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong tính toán đường hầm
xây dựng bằng
phương pháp TBM, đặc biệt khi đường hầm xây dựng trong nền đất yếu.
Nghiên cứu sử dụng phần mềm Plaxis góp phần giảm nhẹ công tác thiết kế
đường hầm trong tương lai tại Việt Nam nói chung và Tp. Hồ Chí Minh nói
riêng là rất cần thiết.
Plaxis giả thiết môi trường đất xung quanh là môi trường đàn hồi và dùng
phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán.
Khi thi công đường hầm bằng phương pháp TBM, diện tích đào đất luôn lớn
hơn diện tích mặt cắt ngang hầm, dù được bơm vữa lấp sau vỏ hầm nhưng
không thể tránh khỏi sự phân bố lại ứng suất và biến dạng trong nền đất như là
kết quả tất yếu của quá trình xây dựng hầm.
2. NỘI DUNG
2.1. Lý thuyết tính toán biến dạng lún bề mặt do xây dựng đường hầm đặt
nông trong đất (Phương pháp của Schmidt-Peck 1969)
Schmidt-Peck đã tổng hợp số liệu quan trắc từ 20 dự án hầm đã được xây đựng
và thấy rằng đường cong lún bề mặt xấp xỉ theo 1 đường cong (gọi là đường
cong Gaussian) [4]:
 x


2






S  S max .e




2



2i 

(1)

Với: + S: biến dạng lún bề mặt.
+ Smax: biến dạng lún lớn nhất trên đường tim hầm.
+ x: khoảng cách từ trục hầm đến điểm tính lún theo phương ngang.
+ i: khoảng cách từ trục hầm đến điểm uốn của đường biến dạng lún.


Hình 1. Mô hình Gaussian tính lún bề mặt khi thi công hầm được đưa ra bởi O’Reilly và New (1982) dựa
theo phương pháp Schmidt-Peck

Với đường hầm dạng tròn có thể xác định Smax theo công thức của New & O’Reilly (1991) [4]:

2 V D2
.
8
i

S max 

(2)

L

Hoặc công thức của Herzog (1985) [4]:
2

D

S max  0,785.( .z

0

 P ).
S







(3)

 i.E 

Với: + VL: phần trăm thể tích mất mát tổng thể so với diện tích gương đào.
+ D: đường kính thực qui đổi của hầm khi
đào.
+ : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất tính toán.
+ z0: chiều sâu của tim hầm so với mặt đất.
+ PS: tổng tải trọng chất thêm.
+ E: môđun đàn hồi trung bình của các lớp đất tính toán.
Sau đó O’Reilly và New (1982) đã đưa ra công thức xác định tham số bề rộng i [4]:
i = K.z0

(4)

Với: K- Hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào loại đất.
Bảng 1. Giá trị hệ số K theo loại đất [5]

Loại đất
Đất không cố kết
Đất sét cố kết thường
Đất sét quá cố kết
Đất cát

K
0,3
0,5
0,6-0,7
0,8-0,9

Đối với đất nền nhiều lớp thì hệ số Ktđ được tính như sau [5]:
+ Trường hợp z0 < 1.5D

Hình 2. Hệ số K khi tính toán đường hầm trong nền nhiều lớp với z0 < 1.5D [5]

K td 

z1k1 ...  zn kn

z
tot

(5)


+ Trường hợp z0 ≥ 1.5D

K
td



0.35(z1k1  ...  zm km )  0.65(zm1km1 ...  zn kn ) (6)
0.35(z1 ...  zm )  0.65(zm1 ...  zn )

Hình 3. Hệ số K khi tính toán đường hầm trong nền nhiều lớp với z0 ≥ 1.5D [5]

Sau khi quan sát với 19 điểm của 11 khu
vực đất
cố kết và 16 điểm của 5 khu vực đất kém
cố kết
tại London nước Anh, O’Reilly và New
đã đưa
ra mối quan hệ kinh nghiệm xác định bề
rộng
vùng lún i như sau
[5]:
i = 0,43z0 + 1,1 đối với đất cố
kết
(7)
i = 0,28z0 – 0,1 đối với đất
không cố kết
(8)

2.2. Áp dụng tính toán lún bề mặt
khi xây
dựng đường hầm métro ở khu vực
Tp. HCM

Xây dựng đường hầm có đường kính
D = 7.8m,
bằng phương pháp TBM, trong điều
kiện địa
chất thuỷ văn như sau [1]:

Bảng 2. Thông số đầu vào cho các lớp đất tại vị trí xây dựng hầm
Parameter

A layer
B layer C layer D layer
E layer
Name (Sét mềm) (Sét dẻo) (Cát rời) (Sét cứng) (Cát chặt) Unit

Material model
Model
Mat. behaviour
Type
Dry soil weigh
unsat
sat
Wet soil weigh
kx
H. permeability
ky
V. permeability
Young’s modulus Eref
Cohesion
c’
’
Friction angle

Dilatancy angle

Poisson’s ratio

MC
Drained
15.8
17.8
1.81e-5
1.81e-5
1000
8.5
15
0
0.33

MC
MC
MC
Drained Drained Undrained
20
20.8
20.4
21
21
22
4.7e-5
0.5
1.36e-5
4.7e-5
0.5
1.36e-5
2000
30 000
10 000
2.48
1.1
3.88
17
28
16
0
4
0
0.33
0.3
0.33

MC
Drained
19.6
20.5
0.5
0.5
120 000
1.5
21
3
0.3

3
kN/m
3
kN/m
m/day
m/day
2
kN/m
2
kN/m


-

2.2.1. Xác định phạm vi ảnh hưởng vùng biến dạng lún và tương quan giữa
chiều sâu đặt hầm và biến dạng lún bề mặt khi thi công đường hầm métro
Với số liệu địa chất như bảng sau, sử dụng chương trình Plaxis tính toán chuyển
vị lún bề mặt, nội lực phát sinh trong hầm và đất nền ứng với các chiều sâu chôn
hầm khác nhau dao động từ 10 ÷ 40m. Để xét đến ảnh hưởng mất mát thể tích
do thi công hầm bằng phương pháp TBM trong Plaxis ta áp dụng phương pháp
nén lại (contraction method). Phương pháp này xét đến việc giảm tiết diện mặt


cắt ngang vỏ hầm. Độ nén được tính bằng % là tỉ số của phần diện tích giảm so
với diện tích tiết diện ngang ban đầu và lấy tỉ số này là 2%.
Trên cơ sở những nghiên cứu về ứng xử của hầm trong đất và phạm vi ảnh
hưởng khi thi
công hầm, lớp đất phủ tối thiểu trên nóc hầm dọc tuyến từ 1.5D÷2D, D là đường
kính hầm. Đối với tuyến métro số 1 có đường kính hầm D= 7.8m nên yêu cầu bề
dày lớp đất phủ tối thiểu từ 11.7 ÷ 15.6m. Vì vậy chiều sâu đặt hầm (tính từ tim
hầm) nhỏ nhất từ 15.6 ÷ 19.5m.

Hình 4. Lưới phần tử hữu hạn của bài toán
Bảng 3. Bảng tổng hợp kết quả phạm vi ảnh hưởng lún theo chiều sâu đặt hầm
Chiều sâu Bề rộng đường cong lún theo
Bề rộng đường cong lún theo
(m)
phương ngang hầm (m)
phương dọc hầm (m)
H = 10
33.1
41.08
H = 12
31.05
39.12
H = 15
26.73
33.74
H = 18
23.84
28.94

H = 20
22.5
27.04
H = 25
21.37
26.05
H = 30
20.98
25.84
H = 35
20.13
25.42
H = 40
19.72
25.03
Bảng 4. Bảng tổng hợp kết quả chuyển vị và nội lực hầm theo chiều sâu đặt hầm
Chuyển vị Ux (mm)
Chuyển vị Uy (mm)
Chiều
Smax
sâu (m) A
(mm)
B
C
D
A
B
C
D
H = 10 -0.503 -0.049 57.444
0.116 -74.011 -125.817 -17.507
68.389 -125.817
H = 11 -0.757
0.017 59.172
0.102 -60.277 -117.753 -14.362
75.262 -117.753
H = 12
0.307
0.023 61.604
0.231 -53.010 -114.755 -9.892
80.309 -114.755
H = 13
0.241
0.111 65.689
0.013 -49.505 -111.256 -8.102
85.721 -111.256
H = 14
0.148
0.127 67.021
0.176 -46.779 -108.459 -7.126
87.289 -108.459
H = 15
0.008
0.125 68.606
0.234 -43.053 -105.921 -6.975
90.088 -105.921
H = 16
0.611
0.125 70.131
0.139 -39.277 -103.407 -3.152
92.447 -103.407
H = 17 -0.034
0.062 73.021
0.104 -36.213 -101.016 -1.092
95.120 -101.016
H = 18 -0.031
0.043 74.035 -0.157 -34.177
-98.743 -0.013
97.154 -98.743
H = 19 -0.023
0.035 76.422 -0.221 -31.271
-96.578
1.113 98.123 -96.578
H = 20 -0.017 -0.103 79.519 -0.475 -27.185
-95.478
1.602 99.118 -95.478


H = 22
H = 25
H = 30
H = 35
H = 40

-0.011
-0.015
-0.007
-0.021
-0.004

-0.168
-0.115
-0.089
-0.045
-0.023

83.691
81.361
56.316
32.156
23.167

-0.678
-0.466
-0.589
-0.923
-0.834

-26.722
-24.892
-21.834
-19.425
-17.831

-91.101
-89.235
-84.367
-81.932
-76.243

1.733 101.977
2.654 106.626
3.376 99.723
3.854 78.099
4.122 49.500

-91.101
-89.235
-84.367
-81.932
-76.243


Trong đó:
O: Tim đường hầm, tọa độ (0,0).
A: Điểm nằm trên bề mặt phía trên đỉnh
hầm.
B: Điểm nằm tại đỉnh phía trên vỏ hầm, phía ngoài vỏ hầm, tọa độ (0,-3.9).
C: Điểm nằm tại mép ngoài vỏ hầm, ngang tâm đường hầm, tọa độ (3.9,0).
D: Điểm nằm tại đáy vỏ hầm, tọa độ (0,3.9).

Hình 5. Biểu đồ quan hệ độ sâu đặt hầm H-chuyển vị lún bề mặt

2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình xây dựng đường hầm métro
đến công trình trên mặt đất
Khi xây dựng công trình đường hầm, nhất là các đường hầm đặt nông gần mặt
đất, ngoài việc phải giữ ổn định cho bản thân đường hầm còn phải giữ ổn định
cho các công trình lân cận, đặc biệt là các công trình hiện hữu trên mặt đất. Tại
TP. Hồ Chí Minh, một thực tế là với các công trình thấp tầng và các công trình
xây dựng trước đây, việc gia cố nền đất yếu chủ yếu dùng móng nông có hoặc
không có cừ tràm.
Do chiều sâu xây dựng đường hầm nằm sâu hơn cao độ đáy cừ tràm (trung bình
cao độ đáy cừ tràm là -5m so với mặt đất) nên việc xây dựng đường hầm sẽ có
ảnh hưởng đến các công trình bên trên dạng này, với các công trình cao tầng
hoặc công trình sử dụng móng cọc bê tông cốt thép thì hầu như không bị ảnh
hưởng. Bài toán đặt ra là xem xét ảnh hưởng của việc xây dựng đường hầm đối
với các công trình hiện hữu bên trên sử dụng các loại móng nông. Điều này rất
quan trọng để có thể dự đoán được các ảnh hưởng để có các biện pháp xử lý
thích hợp trong quá trình xây dựng đường hầm. Mô hình bài toán trong Plaxis
với địa chất và kết cấu vỏ hầm như đã nêu ở trên. Công trình nhà hiện hữu bên
trên được mô phỏng bằng tấm bản (plate) kết nối với các móng. Các móng được
mô hình bằng cách kết hợp tấm bản (plate) và neo (node-to-node anchors) để
xét khả năng chịu mũi của cọc và ma sát xung quanh thân cọc.


Hình 6. Mô hình bài toán trong Plaxis

Hình 7. Trường chuyển vị sau cùng của hầm, đất nền và nhà
khoảng cách B tính từ tim hầm đến mép gần nhất của công trình nhà khác nhau để xét ảnh hưởng của
việc xây dựng đường hầm đến công trình trên bề mặt đất.

Hình 8. Vị trí các điểm tính toán chuyển vị lún
Xét chuyển vị của các điểm A, B, C, D, E, F, G, H, I như trên hình 8 ứng với các khoảng cách B
tương ứng bằng 0m, 5m, 10m, 20m, 30m, 40m, 50m, kết quả tổng hợp trong biểu đồ và bảng như sau:

Hình 9. Biểu đồ chuyển vị tại các vị trí ứng với khoảng cách B


Cố định vị trí công trình nhà bên trên và
dịch chuyển dần vị trí xây dựng hầm ta có
các
Bảng 5. Bảng tổng hợp kết quả chuyển vị theo khoảng cách B
Khoảng
Chuyển vị tại các vị trí (mm)
cách B
(m)
A
B
C
D
E
F
G
0
-98.826 95.206 -15.484 -9.681 -41.186 -26.706 -11.708
5
-98.775 94.957 -12.636 -7.901 -27.954 -18.153 -8.345
10
-99.119 92.934 -11.422 -7.712 -12.591 -8.795
-5.580
15
-99.356 94.053 -11.960 -7.481
-5.106
-4.831
-4.556
20
-99.458 93.935 -11.762 -7.463
-3.861
-4.160
-4.461
30
-98.484 94.293 -12.398 -8.134
-2.916
-3.262
-3.634
40
-98.927 93.916 -13.014 -9.111
-3.577
-3.580
-3.596
50
-98.111 93.329 -13.677 -9.521
-3.734
-3.626
-3.524

H
3.608
1.471
-2.302
-4.281
-4.747
-3.999
-3.607
-3.413

I
-41.186
-31.659
-32.481
-32.876
-33.154
-31.598
-32.422
-32.512

3. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Từ bảng 3 rút ra một số nhận xét như sau:
Bề rộng đường cong lún 2i giảm theo chiều sâu
đặt hầm nhưng vùng ảnh hưởng lún do thi công hầm gây ra đối với nền đất lại
tăng khi chiều sâu đặt hầm tăng. Với chiều sâu đặt hầm từ 10÷15m thì đường
cong lún có độ dốc lớn hay nói khác
đi là đường cong có vùng lõm sâu. Khi chiều sâu đặt hầm >15m thì đường cong
lún mở rộng dần nên có độ dốc thoải hơn. Bề rộng đường cong lún đạt giá trị
lớn nhất bằng 33.1m khi hầm đặt sâu 10m. So sánh vùng biến dạng lún theo 2
phương ta thấy bề rộng đường cong lún theo phương dọc hầm luôn luôn lớn hơn
bề rộng đường cong lún theo phương ngang hầm ở các
độ sâu đặt hầm khác nhau.
3.2. Từ bảng 4 rút ra một số nhận xét như sau:
- Tại điểm D là điểm đáy vỏ hầm, có chuyển vị theo phương ngang gần như
bằng 0 vì đây là bài toán đối xứng. Chuyển vị theo phương đứng của điểm D
đều có giá trị dương, nghĩa là điểm D
chuyển vị nổi lên. Tại H= 10m, U_Dy= 68.389mm. Chiều sâu đặt hầm càng lớn
thì
chuyển vị đứng điểm D càng tăng, tuy nhiên đến chiều sâu H= 25m trở đi thì
giảm xuống. Lý do càng xuống sâu thì địa chất lớp đất bên dưới tốt hơn và áp
lực nén của các lớp đất phía trên vỏ hầm càng tăng.
- Tại điểm C là điểm trên vỏ hầm ở vị trí cao ngang tim hầm, vỏ hầm bị biến
dạng theo phương ngang chủ yếu do sự chênh lệch áp lực địa tầng phía trên và
dưới vỏ hầm làm cho hầm bị biến dạng thành hình ovan. Điểm C luôn có
chuyển vị hướng ra xa tâm đường hầm. Chuyển vị theo phương ngang của điểm
C tăng dần theo sự tăng độ sâu chôn hầm. Khi chiều sâu chôn hầm >22m thì
điểm C có chuyển vị theo phương ngang giảm dần. Ngược lại chuyển vị đứng
của
điểm C ít thay đổi theo chiều sâu đặt hầm và có giá trị nhỏ không đáng kể. Khi
chiều sâu chôn hầm >19m thì điểm C bắt đầu có chuyển vị dương, tức là trồi


lên nhưng ít thay đổi khi chiều sâu đặt hầm tăng lên. Điều này có thể lý giải do
khi chôn sâu, phía trên hầm hình thành nên vòm áp lực và độ chênh áp lực địa
tầng tác dụng lên hầm hầu như không thay đổi.
- Tại điểm B là điểm trên đỉnh vỏ hầm cũng có biến dạng theo phương ngang
gần bằng 0 do là bài toán đối xứng. Còn chuyển vị theo phương đứng giảm rõ
rệt theo chiều sâu đặt hầm. Tuy
nhiên khi chiều sâu chôn hầm lớn hơn 20m thì độ lún giảm nhanh hơn khi chiều
sâu đặt hầm tăng.
- Tại điểm A là điểm trên bề mặt cũng có biến dạng theo phương ngang gần
bằng 0 do là bài toán đối xứng. Chuyển vị theo phương đứng của
điểm A đều có giá trị âm. Với chiều sâu đặt hầm càng tăng thì giá trị chuyển vị
đứng tại A càng giảm. Tại H= 10m, U_Ay= 74.011mm. Tuy nhiên đến chiều sâu
H= 20m trở đi thì giảm ít dần đi. Lý do càng xuống sâu thì địa chất lớp đất bên
dưới tốt hơn. Tại H= 40m, U_Ay= 17.831mm.
Từ phân tích ở trên, chiều sâu đặt hầm hợp lý trong khoảng 15÷20m so với mặt
đất. Tại khoảng chiều sâu này, chuyển vị của hầm tương đối nhỏ từ 5÷8cm và
biến dạng lún bề mặt từ 2÷4cm coi như ảnh hưởng không đáng kể đến các công
trình trên mặt đất. Khi hầm đặt sâu hơn 40m thì biến dạng lún bề mặt nhỏ và
thay đổi không đáng kể <2cm, tuy nhiên lúc này cần phải xem xét tăng chiều
dày vỏ hầm lớn hơn khi hầm
đặt sâu.
3.3. Từ bảng 5 ta có nhận xét là chuyển vị tại các điểm A, B, C, D xung quang
hầm thay đổi không đáng kể khi khoảng cách B từ tim hầm
đến mép ngoài công trình tăng. Điều này chứng tỏ là các công trình đang hiện
hữu trên bề mặt không ảnh hưởng đến chuyển vị của của đất xung quanh hầm.
Đồng thời các giá trị chuyển vị tại các điểm A, B, C, D cũng bằng với chuyển vị
xung quanh hầm khi xây dựng hầm tại nơi không có công trình trên bề mặt.
Chuyển vị của điểm I phụ thuộc vào chuyển vị của hầm và đất nền xung quanh
hầm và biến thiên giảm dần khi khoảng cách B tăng. Chuyển vị tại I đạt giá trị
max bằng -41.186mm khi B=0, còn thông thường thì phân bố từ -31.598 ÷ 32.876mm cho thấy mức độ giảm không đáng kể khi B thay đổi. Điều này cho
thấy khi đường hầm nằm ngay dưới chân công trình (B= 0) thì có ảnh hưởng
lớn đến chuyển vị của điểm I. Còn khi đường hầm nằm ngoài phạm vi chân
công trình thì chuyển vị tại I giảm khá nhanh và hầu như thay đổi không đáng
kể khi khoảng cách B từ tim hầm đến mép ngoài công trình tăng.
Các chuyển vị tại các điểm E, F, G, H là các chuyển vị tại đáy móng nông của
công trình nhà. Khi đường hầm nằm ngay dưới công trình nhà (B=0), chuyển vị
thu được tại vị trí E là lớn nhất bằng -41.186mm, các chuyển vị tại F, G, H giảm
dần khi cách xa tim hầm hơn. Tuy nhiên khi khoảng cách B được tăng lên thì
chuyển vị tại E, F, G, H giảm khá nhanh, cụ thể khi B= 10m, chuyển vị tại E là 12.591mm, khi B= 20m chuyển vị tại E là -3.861mm và sự biến thiên chuyển vị
khi B tăng lên cũng nhỏ hơn khi
B=50m thì chuyển vị tại E là -3.734mm. Quan
hệ biến thiên chuyển vị - khoảng cách B có dạng hàm số ex. Chuyển vị tại các vị
trí gần tim


đường hầm biến thiên rất nhanh nên sẽ có hiện tượng lún lệch giữa các móng
với nhau. Hiện tượng này rất nguy hiểm cần được quan tâm xem xét.
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận
4.1.1. Giá trị lún bề mặt đất lớn nhất khi thi công đường hầm bằng máy khoan
đào tổ hợp TBM ứng với vùng địa chất yếu khu vực TP. Hồ Chí Minh là
125.817mm ứng với chiều sâu đặt hầm là 10m, đồng thời giá trị này giảm dần
theo chiều sâu đặt hầm. Với đường hầm có đường kính 7.8m trong điều kiện địa
chất TP. Hồ Chí Minh thì ở chiều sâu 40m giá trị lún bề mặt đất lớn nhất là
17.831mm có thể coi như ảnh hưởng không đáng kể đến các công trình trên bề
mặt.
4.1.2. Bề rộng đường cong lún theo phương ngang hầm đạt giá trị lớn nhất bằng
33.1m khi hầm đặt sâu 10m. Bề rộng đường cong lún giảm theo chiều sâu đặt
hầm nhưng vùng ảnh hưởng lún do thi công hầm gây ra đối với nền đất lại tăng
khi chiều sâu đặt hầm tăng. Đồng thời bề rộng đường cong lún theo phương dọc
hầm luôn luôn lớn hơn bề rộng đường cong lún theo phương ngang hầm ở các
độ sâu đặt hầm khác nhau.
4.1.3. Chiều sâu đặt hầm hợp lý trong khoảng 15 ÷20m so với mặt đất. Tại
khoảng chiều sâu này, chuyển vị của hầm tương đối nhỏ từ 5÷8cm và biến dạng
lún bề mặt từ 2÷4cm coi như ảnh hưởng không đáng kể đến các công trình trên
mặt đất. Khi hầm đặt sâu hơn 40m thì biến dạng lún bề mặt <2cm và thay đổi
không đáng kể.
4.1.4. Việc xây dựng công trình ngầm có ảnh hưởng đến các công trình xây
dựng hiện hữu trên mặt đất là điều khó tránh khỏi và mức độ ảnh hưởng lớn
nhất khi thi công đường hầm nằm ngay dưới chân công trình đang hiện hữu trên
bề mặt. Với đường hầm chôn sâu H= 15m ở khu vực địa chất TP. Hồ Chí Minh,
kiến nghị các công trình có móng nông nằm trong phạm vi 15m kể từ tim hầm
cần đánh giá và có biện pháp xử lý, bảo vệ thích hợp các móng nông, nền các
công trình trước khi xây dựng hầm. Khi công trình nằm ngoài phạm vi trên thì
ảnh hưởng là không đáng kể vì chuyển vị do xây dựng đường hầm gây ra là
<1cm.
4.2. Kiến nghị
4.2.1.

Nghiên cứu trên đây mới chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết đối với vùng địa
chất khu vực TP. Hồ Chí Minh. Vì vậy kết quả nghiên cứu đưa ra mang tính
tương đối, gần đúng. Để có kết quả chính xác hơn tác giả kiến nghị tiến hành thí
nghiệm mô hình đối với mẫu đất khu vực TP. Hồ Chí Minh và tiến hành đo đạc
quan trắc trong quá trình thi công để có biện pháp xử lý thích hợp.


4.2.2. Vì tuyến métro số 1 có phần ngầm đi qua vùng đất yếu của khu vực TP.
Hồ Chí Minh đồng thời phía trên bề mặt đất có nhiều công trình quan trọng nên
để hạn chế thấp nhất biến dạng lún bề mặt kiến nghị dùng phương pháp khoan
bằng khiên cân bằng áp lực đất. Hiện tượng cát chảy và ăn mòn bê tông là
những nguy cơ có khả năng xảy ra đối với đường hầm xây dựng trong khu vực
TP. Hồ Chí Minh cần phải được chú trọng.
4.2.3. Khi qui hoạch xây dựng đô thị mới tại những vị trí sẽ xây dựng đường
hầm kiến nghị các chủ đầu tư cần đánh giá và có giải pháp thích hợp gia cố, bảo
vệ trước các móng nông, nền các công trình.
4.2.4. Ở các nước trên thế giới đã có những tiêu chuẩn xây dựng đường hầm
trên nền đất yếu, do đó việc xây dựng tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm
thu cũng như khai thác quản lý công trình hầm xây dựng trên nền đất yếu ở
nước ta là hết sức cần thiết.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Công ty Cổ phần TVTK GTVT phía Nam, (2007), pp. 46-50. --- Dự án khả
thi tuyến métro Bến Thành – Suối Tiên.
2. L.V. Makốpski, NXB Xây dựng (2004), pp. 314-340. --- Công trình ngầm
giao thông đô thị.
3. Piergiorgio Grasso, ITST Seminar Ha Noi (2008), pp. 9-10. --- Settlement in
construction of urban underground works, solutions settlement control.
4. John Anthony Pickhaver: Ph.D. thesis, Oxford University, (2006). --Numerical Modelling of Building Response to Tunnelling.
5. Nguyễn Đức Toản: ME. thesis, Turin University, (2006). --- TBM and lining
essential interfaces.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×