Báo cáo nghiên cứu khoa học: MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT PHỤC VỤ THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM ĐÔ THỊ

Đặt vấn đề Đối với công trình ngầm (CTN), các nhân tố địa chất thường đóng vai trò quyết định trong nhiều vấn đề lớn từ việc xác định tính khả thi đến giá thành công trình. Khác với các loại công trình khác, trong CTN, đất không chỉ chịu tải mà còn là môi trường bảo vệ công trình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT PHỤC VỤ THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM ĐÔ THỊ" MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT PHỤC VỤ THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM ĐÔ THỊ ThS. NGUYỄN TRƯỜNG HUY Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 1. Đặt vấn đề Đố i v ới công trình ng ầ m (CTN), các nhân tố đị a chất th ư ờng đóng vai trò quyết đị nh trong nhiều vấ n đề l ớn từ vi ệc xác đị nh tính khả t hi đến giá thành công trình. Khác v ới các loại công trình khác, trong CTN, đất khô ng chỉ c hị u tải m à còn là môi tr ư ờ ng bả o vệ c ông trình. Đất đá xung qua nh CTN, về m ột khía c ạnh nào đó, có thể xem là v ật liệu xây dự ng tư ơng tự như sắt thép, bê tông trong các dạ ng công trình khác. C ông trình ngầ m , ngoài các công trình đầ u m ối (nhà ga, tầng hầm, … ), thư ờ ng là các công trình dạ ng tuyế n, kéo dài, phân bố ở độ s âu lớ n, thờ i gian k hai thác sử dụ ng vô h ạn và công tác khả o sát đị a kỹ t huật ( Đ KT) đ ối mặt v ới nhi ều vấn đề k hác biệt: - Các vấn đề địa chất khu v ực cầ n thi ết phải đư ợ c hiểu toàn di ện và đầy đủ theo cả ba chiều, d ọc theo các tuyế n công trình. Các kiế n thứ c này là c ần thi ết để nội suy đ úng đắn cấu tạo đị a chất tại các khu vự c không ho ặc chư a kh ảo sát, chế đ ộ địa chấ t thuỷ vă n,... phán đ oán khả năng phân bố t heo diệ n và theo chi ều sâu các yế u t ố đị a chất, đ ịa chất thuỷ vă n bất l ợi, … - Sự t hay đ ổi các tính chất xây d ự ng của môi trư ờng đị a chất phải đư ợc dự báo trong m ột khoả ng rộng, đa dạ ng theo nhiề u đi ều ki ện như t heo mùa, theo th ời gian, theo t ốc đ ộ và hư ớ ng đặt tải trọ ng cũ ng như m ột s ố đi ều ki ện khác: nhi ệt độ, đ ộ ẩm,... - Độ ng thái nư ớ c dư ớ i đất phải đư ợc dự báo cẩ n trọ ng vì đây là yếu t ố gây nhi ề u khó khă n nhất trong quá trình thi công. - Các yêu cầ u kỹ t huật củ a kh ảo sát Đ KT phụ c vụ C TN đòi hỏi cao hơ n và nhiều hơ n so vớ i các dự á n m óng truyề n th ống khác. - Tính phứ c tạ p, bất đị nh trong suy đoán các s ố l iệu đị a k ỹ t huật trong khảo sát cho CTN là cao hơ n và thư ờng xuyên h ơn, nhi ề u khi chỉ dự a trên kinh nghi ệm c ủa ngư ờ i khả o sát. Do vậy, khả o sát đị a k ỹ thu ật ph ục vụ CTN mang nhi ề u đặ c điể m khác bi ệt so v ới các công trình xây dự ng trên bề mặt vì CTN mang nhiều vấn đề ĐKT hơ n, đất đá phải đư ợc xem xét theo c ả c hi ều th ẳng đ ứ ng và chiề u ngang. Vi ệc xác đị nh địa tầ ng và cao độ mự c nư ớc ngầm như t hư ờng l ệ l à không đầ y đủ đối v ới các d ự á n CTN. Bài vi ết n ày trình bày m ộ t s ố y êu c ầu k ỹ thuật c ơ bả n về k hả o sát địa kỹ t huật đ ối với CTN xuất phát từ n hữ ng điể m khác biệt nêu trên. 2. Những yêu cầu cơ bản của thiết kế đối với khảo sát địa kỹ thuật cho CTN Kh ả o sát Đ KT p hải cung cấ p các dữ liệ u để gi ải quyết m ột s ố vấ n đề c ơ bản phụ c v ụ t hi ết kế s au: - Đánh giá đầy đủ các điều kiện địa chất và địa ch ất thu ỷ vă n khu vực cho m ục đích thiết kế và thi công; - Xác đị nh các tính chất vật lý c ủ a vật liệ u quyết đ ịnh sự làm việ c của công trình; - Đánh gi á tính khả thi c ủa dự án và c ảnh báo các quá trình, các hiện tư ợ ng địa ch ất công trình bất l ợi có thể xả y ra khi thi công, khai thác cùng ph ư ơ ng h ư ớng phòng chố ng ; - Lự a chọ n các phư ơ ng pháp khai đ ào và ch ống đ ỡ k hi t hi công; - Lự a chọ n tuy ến và độ s âu đặt công trình h ợp lý về kinh t ế k ỹ t hu ật; - Đị nh lư ợng các thông s ố đị a chất thuỷ vă n, c ơ l ý đ ất đá phục vụ t hi ết kế; - Dự báo ứ ng xử c ủa đất và nư ớ c trong đất khi khai đào và ch ống đ ỡ bằ ng các biệ n pháp khác nhau; - Phát hi ệ n và đ ánh giá ứ ng xử củ a các loại đất đ ặc bi ệt thông qua kinh nghiệ m thực hiện các thí nghi ệm hi ện trư ờ ng vớ i quy mô như t hật hoặc gầ n như thật nhằm nâng cao chất l ư ợng thiết k ế và các quyết đị nh k ỹ t hu ật trong khi thi công; - Tìm ra các dữ li ệu để đánh giá giá thành, nă ng suất, th ời gia n biể u công tác, vấn đề a n toàn thi công,. 3. Những yêu cầu cơ bản của công tác khảo sát ĐKT phục vụ xây dựng CTN 3.1. Nguyên t ắc chung Tư d uy chủ yế u của khả o sát ĐKT cho CTN là đ ể xác đị nh tuyến, đ ộ sâu c ủa công trình, l ựa ch ọn ph ư ơ ng pháp thi công và đánh giá giá thành. Đố i v ới điề u ki ệ n đị a chất phứ c t ạp, trên c ơ s ở các kiế n thứ c địa chất khu vự c đã có, công tác kh ảo sát ban đ ầ u tậ p trung vào khu vự c khó dự đ oán nhất và các vấ n đề cầ n thi ết phải theo dõi trong tất cả các giai đ oạ n sau. Mứ c đ ộ n ghiên c ứ u đị a kỹ t hu ật yêu cầ u để có cơ s ở x ác lậ p m ột thiết k ế kinh tế nh ất c ũng như tiế n độ xây dự ng luôn ph ụ t huộ c vào ngân sách dành cho công trình. - K hi tiế n hành kh ảo sát c ần lư u ý phát hi ện: + V ùng yế u trong khố i đất (các th ấu kính sét dẻ o và các lớ p cát - sét no nư ớ c, các lo ại đất đ ặc biệt, các loại đá phong hoá mạ nh); + Các vùng có tính thấ m cao và áp lực thuỷ tĩ nh lớn; + M ứ c độ xâm th ực c ủa đất và nư ớc ngầ m đối với v ật liệ u kết cấu xây dự ng; + N hi ệt độ c ủa nư ớc ngầ m và đ ất; + Môi tr ư ờ ng tiềm ẩ n cháy n ổ và khả năng ả nh hư ở ng có hại t ới sứ c khoẻ con ngư ờ i (độ nguy hi ểm c ủa khí, tính phóng xạ, đất bị t hẩ m th ấ u b ởi vật liệ u độc hại). Khi phát hi ện các vùng không thuậ n l ợi, cầ n xác đị nh gi ới h ạn phân b ố, cư ờng đ ộ p hát tri ển, m ức độ ả nh hư ởng c ủa chúng lên đi ều ki ện xây dự ng và sự làm việ c của công trình. CTN thư ờng trải trên diệ n rộ ng, đặc bi ệt đ ối v ới nh ữ ng công trình tuy ến, do đ ó mứ c độ thay đổi tính ch ất củ a nề n đ ất rất rộng. S ự thay đổ i tính ch ất củ a đất đặc trư ng bằ ng hệ số á p lực bề n và đ ộ b ền gi ới hạn của đất dư ới t ư ờng, móng công trình. M ức độ thay đổi đ ó thể hi ệ n bằng t ỷ số gi ữ a mô đ un bi ến dạ ng l ớ n nh ất và bé nhất ở các ti ết diệ n khác nhau . Tính phân l ớ p, mứ c đ ộ nứt nẻ, m ức độ uố n nế p c ủa đá là ...