BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
---------------------------
NGUYỄN HỒNG DƯƠNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG BẤT LỢI KHI
THI CÔNG TUYẾN PHỐ NGẦM THƯƠNG MẠI
TRẦN HƯNG ĐẠO – HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN
Hà Nội – 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
--------------*****--------------
NGUYỄN HỒNG DƯƠNG
KHÓA: 2013 – 2015
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG BẤT LỢI KHI
THI CÔNG TUYẾN PHỐ NGẦM THƯƠNG MẠI
TRẦN HƯNG ĐẠO – HÀ NỘI
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số: 60.58.02.08
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD &CN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN CÔNG GIANG
Hà Nội – 2015
LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tất cả các Thầy, Cô giáo
trong Khoa Sau Đại Học – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội đã dạy dỗ, giúp đỡ
học viên hoàn thành chương trình cao học.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy TS. Nguyễn Công Giang- người
trực tiếp hướng dẫn khoa học đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ học viên
hoàn thành luận văn này, các Thầy Cô trong Bộ môn Công trình ngầm đô thị Trường Đại Học Kiến Trúc đã có những ý kiến đóng góp, giúp đỡ quý báu cho nội
dung của luận văn.
Tôi cũng xin cảm ơn ban lãnh đạo Nhà Trường, các cán bộ của Trường Đại
học Kiến Trúc, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện cho tôi tham gia và
hoàn thành khóa học.
Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn nên không thể tránh khỏi những hạn
chế và thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô, bạn bè và đồng
nghiệp.
Tác giả
Nguyễn Hồng Dương
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học
độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực
và có nguồn gốc rõ ràng.
Tác giả
Nguyễn Hồng Dương
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Lý do chọn đề tài: ........................................................................................................ 1
Mục đích nghiên cứu ................................................................................................... 2
Phương pháp nghiên cứu đề tài ................................................................................... 3
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .............................................................. 3
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................................... 4
Cấu trúc luận văn ........................................................................................................ 4
NỘI DUNG ................................................................................................................ 5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC ẢNH HƯỞNG BẤT LỢI KHI THI
CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM ................................................................................ 5
1.1. Giới thiệu về không gian ngầm và công trình ngầm đô thị.................................. 5
1.1.1. Không gian ngầm. ............................................................................................. 5
1.1.2. Công trình ngầm đô thị. .................................................................................... 6
1.1.3. Sự phát triển và công trình ngầm. ..................................................................... 8
1.2. Khái quát chung về các công nghệ thi công hầm đặt nông trong đất . .............15
1.2.1.Các công nghệ thi công hầm đặt nông .............................................................15
1.2.2. Ưu nhược điểm của các công nghệ thi công ...................................................22
1.2.3. Lựa chọn công nghệ thi công công trình ngầm. ..............................................24
1.3. Những sự cố và bất lợi khi thi công công trình ngầm thực tế. ...........................24
1.3.1. Một số sự cố xây dựng công trình ngầm trên thế giới: ..................................25
1.3.2. Một số sự cố xây dựng công trình ngầm ở Việt Nam: ....................................29
1.4. Khái quát về các sự cố khi thi công công trình ngầm. .......................................31
1.4.1. Sự cố khi thi công CTN bằng phương pháp đào ngầm. ..................................31
1.4.2. Sự cố khi thi công CTN bằng phương pháp đào hở........................................33
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ NGHIÊN CỨU....................................................................38
2.1. Áp lực ngang và lý thuyết tính toán áp lực ngang .............................................38
2.1.1. Áp lực đất ngang ............................................................................................38
2.1.2. Áp lực nước .....................................................................................................40
2.1.3. Nhận xét ..........................................................................................................42
2.2. Ổn định và lý thuyết tính ổn định ......................................................................42
2.2.1. Phá hoại cắt tổng thể .......................................................................................44
2.2.2. Ổn định đẩy trồi đáy hố đào ............................................................................45
2.2.3. Ổn định chống chảy thấm của hố đào. ............................................................50
2.3. Sụt lún bề mặt khi thi công công trình ngầm. ....................................................54
2.3.1. Khi thi công đào hở. ........................................................................................55
2.3.2. Khi thi công đào kín ........................................................................................60
2.4. Đánh giá mức độ hư hại với các tòa nhà. ..........................................................64
2.5. Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích ổn định nền khi thi công
tuyến hầm ..................................................................................................................66
2.5.1. Phương pháp phần tử hữu hạn ........................................................................66
2.5.2. Trình tự phân tích bài toán theo phương pháp PTHH .....................................66
CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG BẤT LỢI KHI THI CÔNG TUYẾN PHỐ NGẦM
TRẦN HƯNG ĐẠO ................................................................................................68
3.1. Đặc điểm khu vực thi công tuyến phố ngầm Trần Hưng Đạo. ..........................68
3.1.1. Tuyến phố Trần Hưng Đạo. ............................................................................68
3.1.2. Điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn. ........................................71
3.2. Những bất lợi chung khi thi công tuyến phố ngầm thương mại Trần Hưng Đạo .....76
3.3. Phân tích ứng xử nền với các trường hợp khác nhau dọc theo tuyến bằng phần
mềm Plaxis ................................................................................................................79
3.3.1. Mặt cắt 1 (MC1) ..............................................................................................81
3.3.2. Mặt cắt 2 (MC2) ..............................................................................................88
3.3.3. Mặt cắt 3 (MC3) ..............................................................................................95
3.3.4. Nhận xét ........................................................................................................102
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................107
TÀI LIỆU THAM KHẢO
BẢNG DANH MỤC BẢNG BIỂU
TT
Tên bảng
Trang
Bảng 1.1. Các dạng sự cố khi thi công CTN trong đá.
31
Bảng 1.2
Các dạng sự cố khi thi công CTN trong đất.
32
Bảng 3.1
Các hạng mục cấp nước trên tuyến Trần Hưng Đạo
69
Bảng 3.2
Các hạng mục thoát nước trên tuyến Trần Hưng Đạo
69
Bảng 3.3
Các hạng mục dân dụng trên tuyến phố Trần Hưng Đạo
70
Bảng 3.4
Hệ tầng đất khu vực Hà Nội
72
Bảng 3.5
Thông số nền đất mặt cắt 1
81
Bảng 3.6
Thông số vỏ hầm
86
Bảng 3.7
Thông số nền đất mặt cắt 2
88
Bảng 3.8
Thông số vỏ hầm.
94
BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ
TT
Tên hình
Trang
Hình 1.1
Thành phố cổ Petra
9
Hình 1.2
Thành phố ngầm Montreal - Canada
9
Hình 1.3
Quy hoạch thành phố ngầm Mê Cung - Amsterdam
10
Hình 1.4
Ga xe điện ngầm Moscow - Nga
10
Hình 1.5
Tàu điện ngầm ở Paris - Pháp
11
Hình 1.6
Tuyến phố ngầm ga Tokyo
12
Hinh 1.7
Phối cảnh nhà ga Bến Thành - Thành phố Hồ Chí Minh
14
Hình 1.8
Dây chuyền thi công tường trong đất
16
Hình 1.9
Một số dạng tường đúc sắn
17
Hình 1.10 Tường liên tục dưới đất bằng cọc khoan và xung
17
Hình 1.11 Sơ đồ mặt bằng thi công tường liên tục dưới đất bằng
17
hàng cọc đào
Hình 1.12 Các thao tác công nghệ chính của tường trong đất
17
Hình 1.13 Cơ cấu làm việc của loại TBM mui trần
21
Hình 1.14 Cấu tạo của loại TBM khiên đơn
21
Hình 1.15 Cấu tạo của loại TBM khiên đôi
22
Hình 1.16 Sập hầm tàu điện tại Singapore năm 2014
26
Hình 1.17 Sự cố sập hầm tàu điện ngầm tại Munick 1994
27
Hình 1.18 Sự cố sụt lún mặt đất khi thi công đường hầm thoát nước
28
ở Hull
Hình 1.19 Sự cố sụt lún tại Taegu - Hàn Quốc
28
Hình 1.20 Sự cố tầng ngầm Pacific
30
Hình 1.21 Phát sinh biến dạng lớn trong thanh chống
33
Hình 1.22 Neo giữ đất bị trồi do chôn không đủ sâu
34
Hình 1.23 Lún giàn giáo và cọc chống làm đổ máy móc xây dựng
34
hạng nặng
Hình 1.24 Sự cố lún trồi làm đổ giàn giáo
35
Hình 1.25 Lún trồi do đất yếu và móng tường chắn không đủ sâu
36
Hình 1.26 Lún trồi gây trồi cọc trung gian
36
Hình 2.1
Áp lực do lăng thể trượt sau lưng tường gây ra
39
Hình 2.2
Sự chuyển dịch của tường khiến đất bị ép lại
39
Hình 2.3
Quan hệ giữa áp lực đất với chuyển vị tường
40
Hình 2.4
Biểu đổ phân bố áp lực nước sau lưng tường chắn
41
Hình 2.5
Sự bùng nền
43
Hình 2.6
Ổn định tổng thế
43
Hình 2.7
Các trạng thái phá hoại cắt tổng thể
44
Hình 2.8
Phân tích lực đẩy ngang tường cọc ván theo phương
45
pháp ứng suất tổng cộng
Hình 2.9
Phương pháp Terzaghi - Peck để tính chống trồi hố
46
móng
Hình 2.10 Phương pháp Terzaghi cải tiến tính chống trồi đáy hố
47
Hình 2.11 Sơ đồ tính toán chống trồi mặt đáy móng theo Caquot -
48
Kerisel
Hình 2.12 Sơ đồ tính toán chống trồi
49
Hình 2.13 Sơ đồ kiểm tra phun trào
50
Hình 2.14 Sơ đồ kiểm tra phun trào đáy hố
52
Hình 2.15 Trồi đáy do nước có áp gây ra
53
Hình 2.16 Ảnh hưởng của xây dựng công trình ngầm đến bề mặt và
54
công trình lân cận
Hình 2.17 Loại lún bề mặt của nền đất
55
Hình 2.18 Diện tích biến dạng tường chắn dạng công xôn
56
Hình 2.19 Các hình tam giác trắc dọc lún
57
Hình 2.20 Hình thang của trắc dọc lún
58
Hình 2.21 Trắc dọc loại lún lồi
58
Hình 2.22 Trắc dọc loại lún lõm
59
Hình 2.23 Hào do sụt lún ngang
61
Hình 2.24 Sự dịch chuyển theo chiều ngang
62
Hình 2.25 Trắc dọc lún Attewell 1986
63
Hình 2.26 Trắc dọc lún sau Mair và Taylor 1997
64
Hình 3.1
Đường phố Trần Hưng Đạo
68
Hình 3.2
Bản đồ địa chất thành phố Hà Nội
71
Hình 3.3
Tham số khai báo của mô hình nền Morh Coulomb
80
Hình 3.4
Biểu đồ chuyển vị tường chắn
82
Hình 3.5
Biểu đồ lún bề mặt đất sau tường
83
Hình 3.6
Biểu đồ lún bề mặt đất sau tường
84
Hình 3.7
Quan hệ giữa chuyển vị bề mặt lớn nhất với độ cứng
84
tường chắn
Hình 3.8
Biểu đồ chuyển vị tường chắn
85
Hình 3.9
Quan hệ giữa chuyển vị lớn nhất của tường chắn với độ
85
cứng tường.
Hình 3.10 Biểu đồ lún bề mặt đất phía trên hầm
87
Hình 3.11 Quan hệ giữa độ sâu đặt hầm đến chuyển vị mặt đất
87
Hình 3.12 Sơ đồ kiểm tra đáy hố đào
89
Hình 3.13 Sơ đồ kiểm tra đáy hố đào
90
Hình 3.14 Quan hệ giữa chuyển vị lớn nhất của tường chắn với độ
91
cứng tường
Hình 3.15 Biểu đồ lún bề mặt đất sau tường
91
Hình 3.16 Quan hệ giữa chuyển vị bề mặt lớn nhất mặt đất sau
tường với độ cứng tường chắn
92
Hình 3.17 Quan hệ giữa chuyển vị tường chắn với chiểu sâu tường
93
Hình 3.18 Quan hệ giữa chuyển vị bề mặt đất sau tường với chiều
sâu tường
93
Hình 3.19 Biểu đồ lún bề mặt đất phía trên hầm
94
Hình 3.20 Sơ đồ kiểm tra đáy hố đào
97
Hình 3.21 Biểu đồ lún bề mặt đất sau tường
98
Hình 3.22 Quan hệ giữa chuyển vị lớn nhất bề mặt đất sau tường
99
với độ cứng tường chắn
Hình 3.23 Biểu đồ chuyển vị tường chắn
99
Hình 3.24 Dòng chảy ngầm khi bơm nước ứng với trường hợp chưa
có tường vây
100
Hình 3.25 Dòng chảy ngầm khi bơm nước ứng với trường hợp có
100
tường vây
Hình 3.26 Biểu đồ lún đất bề mặt phía trên hầm
101
Hình 3.27 Dòng chảy ngầm khi bơm nước ứng với trường hợp có
hầm ngầm
101
Hình 3.28 Dòng chảy ngầm khi bơm nước ứng với trường hợp có
hầm ngầm
102
Hình 3.29 Ảnh hưởng lún và mức độ hư hại tới công trình lân cận
104
1
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài:
Các thành phố lớn của Việt Nam như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh
ngày càng bị quá tải bởi sự phát triển của quá trình đô thị hóa, sự tăng nhanh về dân
số và các phương tiện giao thông như ô tô, xe máy. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng
không gian ngày càng lớn của con người, đặc biệt trong các đô thị lớn, việc phát
triển không gian ngầm là một lựa chọn mà nhiều nước trên thế giới đã làm. Hiện
nay Việt Nam cũng đi theo xu hướng đó để phát triển cơ sở hạ tầng, giao thông và
nhiều dự án khác phục vụ cho công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.
Tuy nhiên việc xây dựng công trình ngầm trong đô thị với mật độ xây dựng bên trên
dày đặc với hệ kết cấu móng đa dạng, hệ thống cấp thoát nước, hệ thống điện, hệ
thống đường giao thông và điều kiện địa chất thủy văn phức tạp sẽ gây nhiều khó
khăn cho quá trình tính toán thiết kế cũng như thi công công trình ngầm.
Tại Hà Nội, kể từ cuối những năm 1990, tốc độ tăng trưởng kinh tế và dân số
cao dẫn đến sự gia tăng mạnh các nhu cầu về nhà ở, giao thông vận tải ở Việt Nam.
Tốc độ tăng theo cấp số nhân của các loại xe hai bánh và ô tô riêng dẫn đến sự
xuống cấp nghiêm trọng hiện trạng giao thông và tình trạng tắc nghẽn giao thông
xảy ra thường xuyên trong khu vực nội thành.
Ga Hà Nội là công trình có bề dày lịch sử lâu đời, đây là ga đường sắt chủ
đạo nối các đô thị chính trong cả nước, có vai trò là cửa ngõ của thủ đô, là đầu mối
giao thông, giao lưu tấp nập. Trong dự án phát triển giao thông vận tải thủ đô Hà
Nội đến năm 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số
90/2008/QĐ-TTg, việc xây dựng hệ thống vận tải đô thị khối lượng lớn tốc độ cao
được xác định là nhiệm vụ cấp thiết, quy hoạch các hướng tuyến cũng đã được phê
duyệt. Đồng thời, theo đề án xây dựng thủ đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến
năm 2050 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết định số 1259/QĐ-TTg
ngày 26/7/2011, ngoài việc xây dựng Ga Hà Nội như một công trình giao thông đơn
2
thuần sẽ xây dựng thêm trung tâm thương mại xung quanh để hình thành trọng điểm
thương mại gắn kết với nhà ga.
Thi công công trình ngầm luôn gắn liền với nguy cơ xảy ra sự cố kỹ thuật rất
cao do sự biến đổi bất thường và không lường trước được của các điều kiện thi công
như địa chất công trình, địa chất thủy văn,… điều này dẫn tới làm tăng giá thành thi
công, chậm tiến độ hoàn thành công việc. Trong những năm gần đây, kỹ thuật công
nghệ trong xây dựng công trình ngầm trên thế giới đã có những tiến bộ vượt bậc,
đặt biệt khi thi công công trình ngầm qua vùng đất yếu trong khu vực đô thị có nguy
cơ sự cố cao. Rất nhiều công trình ngầm trên thế giới đã được xây dựng thành công,
an toàn và hiểu quả. Tuy nhiên, bên cạnh đó cũng có không ít các sự cố kỹ thuật xảy
ra trong quá trình thi công và để lại hậu quả nghiêm trọng. Chính vì những hậu quả
đặc biệt nghiêm trọng do các sự cố kỹ thuật trong xây dựng công trình ngầm gây ra
nên việc phòng ngừa sự cố kỹ thuật xảy ra trong quá trình thi công công trình ngầm
là rất cần thiết.
Xây dựng không gian ngầm ở Hà Nội là một lĩnh vực mới mẻ, sẽ nảy sinh nhiều
vấn đề trong quá trình khảo sát thiết kế, đặc biệt là quá trình thi công. Tuyến phố ngầm
thương mại Trần Hưng Đạo nằm trong khu vực dân cư đông đúc vì vậy quá trình thi
công sẽ ảnh hưởng đến công trình xung quanh tuyến, sự ảnh hưởng đó phụ thuộc vào
lựa chọn tuyến, chiều sâu công trình và các biện pháp thi công công trình.
Xuất phát từ nhu cầu trên, học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu các ảnh
hưởng bất lợi khi thi công tuyến phố ngầm thương mại Trần Hưng Đạo- Thành phố
Hà Nội” làm đề tài nghiên cứu.
Mục đích nghiên cứu
Mục đích: Làm rõ các phát sinh bất lợi về mặt đất nền gây ảnh hưởng đến
hiệu quả thi công và chất lượng công trình ngầm cũng như các sự cố tới công trình
lân cận và môi trường khi thi công tuyến phố ngầm thương mại Trần Hưng Đạo.
3
Nội dung nghiên cứu cơ bản của đề tài:
- Thu thập tài liệu: địa hình, địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, hiện trạng
các công trình và các công việc khảo sát khác phục vụ cho hoạt động xây dựng
trong khu vực nghiên cứu.
- Đánh giá điều kiện địa chất công trình, điều kiện địa chất thủy văn khu vực
thi công tuyến phố ngầm Trần Hưng Đạo.
- Phân loại, đánh giá các công trình lân cận khu vực thi công tuyến phố ngầm
thương mại Trần Hưng Đạo.
- Phân tích các yếu tố gây ảnh hưởng bất lợi khi thi công tuyến phố ngầm
Trần Hưng Đạo.
Phương pháp nghiên cứu đề tài
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài luận văn gồm:
Phương pháp tiếp cận thu thập thông tin: thu thập thông tin về điều kiện địa chất
công trình, điều kiện địa chất thuỷ văn, hiện trạng các công trình khu vực tuyến phố
ngầm Trần Hưng Đạo.
Phương pháp lý thuyết hệ thống :dùng để phân chia tuyến, làm cơ sở lựa chọn
biện pháp thi công hoặc xử lý hợp lý.
Phương pháp phần tử hữu hạn : sử dụng phần mềm Plaxis V8.2 để tính toán.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Đối tượng nghiên cứu: Những yếu tố bất lợi khi thi công tuyến phố ngầm
thương mại Trần Hưng Đạo.
- Phạm vi nghiên cứu: khu vực tuyến phố ngầm thương mại Trần Hưng Đạo.
Thời điểm nghiên cứu cùng thời điểm phát triển không gian đô thị ngầm Hà
Nội với các số liệu địa chất, địa chất thuỷ văn khảo sát ở một số công trình thực tế
từ năm 2008-2015.
4
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Luận văn sẽ làm rõ các ảnh hưởng bất lợi để cho các nhà thiết kế từng bộ
phận của dự án nhận thức được các điều kiện và tính nhạy cảm của công trình và
khu vực thiết kế. Là cơ sở, tài liệu tham khảo cho việc quản lý, thiết kế và thi công
hoàn thiện sau này, giúp đảm bảo rằng các nguy cơ gây thiệt hại đã được đưa đầy
đủ vào trong thiết kế và thi công.
Cấu trúc luận văn
Luận văn có phần mở đầu, ba chương, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham
khảo, các bảng biểu, sơ đồ hình vẽ minh họa.
Ba chương của luận văn được viết theo trình tự sau:
Chương 1: Tổng quan về các ảnh hưởng bất lợi khi thi công công trình ngầm.
Chương 2: Cơ sở nghiên cứu
Chương 3: Ảnh hưởng bất lợi khi thi công tuyến phố ngầm thương mại
Trần Hưng Đạo.
THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:
[email protected]
TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN
107
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
1. Điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn: đất nền khu vực thi công
tuyến phố ngầm thương mại Trần Hưng Đạo có cấu trúc phức tạp với nhiều
lớp xen kẽ khác nhau và không đồng đều cùng với sự tồn tại của hai tầng
chứa nước. Vì vậy khi thi công tuyến phố ngầm sẽ phát sinh nhiều vấn đề bất
lợi về mặt địa chất khác nhau trên đọc tuyến.
Trong đó: phức tạp nhất là đoạn đầu tuyến với đặc trưng đất yếu dày và đoạn
cuối tuyến với đặc trưng đất nền là cát ngập trong mực nước ngầm cao gây
các ảnh hưởng liên quan đến dòng thấm.
2. Tuyến đường Trần Hưng Đạo tồn tại rất nhiều các loại công trình ngầm và
các công trình xây dựng trên mặt đất với các công năng sử dụng khác nhau.
Khi thi công tuyến phố ngầm sẽ gây ra ảnh hưởng đến những công trình này.
Trong đó, có các hệ thống đường ống cấp, thoát nước và các hệ thống viễn
thông, điện lực rất đa đạng được đặt nông trên lớp đất bề mặt và rất khó kiểm
soát về vị trí cũng như tình trạng sử dụng.
Dọc hai bên tuyến đường hiện hữu các tòa nhà với những đặc điểm, tình trạng
sử dụng và dạng kết cấu khác nhau: từ những công trình cao tầng hiện đại với
móng cọc sâu đến các tòa nhà biệt thự cổ, các công trình văn hóa, lịch sử có kết
cấu móng đơn giản và những công trình nằm giữa hai thái cực đó.
3. Tại mặt cắt 1: đoạn đầu tuyến phía ga Hà Nội với đặc trưng là đất yếu. Khi thi
công tuyến phố ngầm gây chuyển vị kết cấu chắn giữ và giảm cân bằng áp lực
trong quá trình thi công dẫn đến sụt lún bề mặt lớn và phạm vi ảnh hưởng rộng.
Khi chân tường chắn của hố đào nằm trong lớp đất yếu cùng với tải trọng của
công trình có thể xảy ra hiện tượng trượt gây phá hủy các công trình.
108
4. Tại mặt cắt 2: đoạn giữa tuyến, từ đầu ngã tư phố Yết Kiêu đến ngã tư Hàng
Bài với địa tầng là các lớp đất tương đối tốt, trong quá trình thi công các
công trình sự chuyển vị của tường chắn và sự mất cân bằng áp lực không
đáng kể. Nhưng ở đoạn giữa tuyến này, hiện hữu rất nhiều công trình cổ,
thấp tầng với kết cấu móng nông có thể bị lún nứt công trình bởi quá trình
sụt lún bề mặt do thi công tuyến gây ra.
5. Tại mặt cắt 3: đoạn cuối tuyến từ Viện Quân Y 108 đến đê sông Hồng với đặc
trưng là lớp cát mịn bão hòa cùng với lớp sét pha nằm bên dưới. Trên đoạn này
yếu tố nước ngầm ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thi công tuyến ngầm.
Việc hạ mực nước ngầm do quá trình bơm hút nước và thấm làm giảm ứng
suất hiệu quả gây sụt lún bề mặt lớn, hư hại thậm chí phá hủy các công trình
lân cận. Sự thay đổi về áp lực nước và dòng thấm dẫn đến mất ổn định hố đào,
có thể dẫn đến các hiện tượng cát chảy, bùng nền và mất ổn định tổng thể công
trình.
Thi công tuyến phố ngầm sẽ làm hạ mực nước ngầm, ngăn chặn dòng chảy và
gây ô nhiễm nguồn nước.
6. Từ định hướng phát triển không gian đô thị với đặc điểm địa chất công trình,
địa chất thủy văn phức tạp và các sự cố trong thi công công trình ngầm đã
xảy ra cho thấy việc nghiên cứu các ảnh hưởng bất lợi trong quá trình thi
công tuyến ngầm là cần thiết và phù hợp.
Kiến nghị:
Sau khi tổng hợp kết quả nghiên cứu học viên có một số kiến nghị sau:
1. Nghiên cứu trong phạm vi luận văn mới chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết
đối với vùng địa chất khu vực tuyến, vì vậy kết quả nghiên cứu đưa ra mang tính
chất tương đối, gần đúng. Để giảm thiểu các bất lợi khi thi công tuyến phố ngầm
thương mại Trần Hưng Đạo thì điều thiết thực nhất là làm sáng tỏ điều kiện đất nền.
109
Do đó tác giả kiến nghị tiến hành những khảo sát chi tiết đầy đủ và chính xác bằng
cách bố trí nhiều hố khoan thăm dò trên dọc tuyến.
2. Ảnh hưởng bất lợi của nước ngầm tới việc thi công tuyến ngầm là rất lớn
vì vậy cần thiết nghiên cứu kỹ lưỡng để giải quyết bài toán nước chảy vào trong
hầm khi thi công bằng cách tiến hành hút nước thử trực tiếp ngoài hiện trường để
xem xét, đánh giá chính xác về việc hạ mực nước ngầm.
3. Không kiểm soát hết được tình trạng của các công trình trong khu vực lân
cận tuyến ngầm là nguyên nhân quan trọng dẫn đến các sự cố khi thi công. Vì vậy
kiến nghị khảo sát chi tiết, chính xác và hiểu rõ về từng công trình lân cận đó.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bùi Văn Dưỡng (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng lún bề mặt do thi công
đường hầm Metro đặt nông trong đất bằng máy đào tổ hợp TBM, Luận
văn Thạc sĩ, Đại học giao thông vận tải Hà Nội
2. PGS.TS Nguyễn Bá Kế (2009), thiết kế và thi công hố móng sâu, Nhà xuất bản
xây dựng Hà Nội.
3. PGS.TS Nguyễn Bá Kế (2009), Bảo vệ công trình lân cận khi xây dựng công
trình ngầm, Hội cơ học đất và Địa kỹ thuật Việt Nam.
4. PGS.TS Nguyễn Bá Kế (2009), Bài học từ sự cố sập đổ viện Khoa học xã hội
vùng Nam Bộ ở TP Hồ Chí Minh, Viện khoa học công nghệ xây dựng, Hội
thảo khoa học “ Sự cố và phòng ngừa sự cố công trình xây dựng”, Hà Nội.
5. PGS.TS Nguyễn Bá Kế (2011), Kinh nghiệm nước ngoài trong phòng tránh sự
cố công trình ở lân cận hố đào trong đô thị, Hội cơ học đất và Địa kỹ thuật
Việt Nam.
6. Công ty Marufuji Pile Ltd.
7. PGS.TS Nguyễn Đức Nguôn (2011), Cơ sở thiết kế và thi công công trình
ngầm đô thị, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội.
8. Nguyễn Hống Tiến (2008), Công trình ngầm và những vấn đề quản lý có liên
quan, Cục Hạ tầng kỹ thuật – Bộ Xây dựng, Hà Nội.
9. KS Dương Khánh Toàn, GS.TS Nguyễn Quang Phích (2009), Rủi ro và các
biện pháp phòng tránh trong xây dựng công trình ngầm, công ty sông Đà 10,
Trường Đại học Mỏ Địa Chất, Hội thảo “ những bài học kinh nghiệm quốc tế
và Việt Nam về Công trình ngầm đô thị”, TP hồ Chí Minh.
10. Tô Minh Tuấn (2011), Nghiên cứu tính toán ảnh hưởng của hố đò sâu tới độ
lún công trình lân cận, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Xây Dựng Hà nội.