pgs.ts. môc lôc · 2018. 5. 18. · gs. ts. nguyÔn trêng tiÕn phã tæng biªn tËp pgs.ts....
TRANSCRIPT
§Þa kü thuËt sè 4-2009 1
T¹p chÝ §Þa kü thuËt
N¨m thø 13 Sè 4 n¨m 2009
ISSN - 0868 - 279X
Môc lôc
§Æng H÷u DiÖp: Thùc tÕ nh÷ng dù b¸o gÇn 30 n¨m tríc vÒ c¸c tai biÕn ®Þa chÊt khu
vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh 3
L£ V¨nC¦êng : Tèi u hãa h×nh d¹ng hÇm n«ng ®µo b»ng ph¬ng ph¸p NATM trong
®Êt yÕu khi x©y dùng hÖ thèng tÇu ®iÖn ngÇm 11
TrÇn Xu©n Thä, Vâ Thanh Long: ThiÕt lËp
t¬ng quan søc chèng c¾t gi÷a thÝ nghiÖm
ba trôc CU vµ CD cho ®Êt sÐt yÕu khu vùc
thµnh phè Hå ChÝ Minh 20
TrÇn Quang Hé, TrÞnh ThÞ Thïy D¬ng, Vâ Minh Th¾ng: HiÖu qu¶ cña ph¬ng ph¸p cè
kÕt ch©n kh«ng kÕt hîp víi gia t¶i tríc trªn nÒn ®Êt yÕu khu c«ng nghiÖp Phó Mü 30
NguyÔn Hång Nam: ¶nh hëng cña hè ®µo
s©u ®Õn biÕn d¹ng nÒn c«ng tr×nh l©n cËn 38
NGUYÔN CHIÕN, D¦¥NG V¡N VIÖN:
§¸nh gi¸ an toµn vÒ thÊm vµ æn ®Þnh cña
®Ëp ®Êt tõ sè liÖu quan tr¾c vµ kh¶o s¸t
hiÖn trêng, øng dông cho ®Ëp hå B thñy
®iÖn VÜnh S¬n 48
Phan TiÕn An, Phan Trêng PhiÖt, NguyÔn
V¨n Hoµng, Vò §×nh Hïng: TÝnh to¸n hÖ sè
æn ®Þnh sên dèc theo ph¬ng ph¸p m«
h×nh vËt lý cã xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn t¬ng thÝch
cña lùc t¬ng t¸c 55
KiÒu Kim Tróc: C¸c gi¶i ph¸p b¶o ®¶m æn
®Þnh bê má than lé thiªn §Ìo Nai 61
Tæng biªn tËp
GS. TS. NguyÔn Trêng TiÕn
Phã tæng biªn tËp
PGS.TS. Nghiªm H÷u H¹nh
PGS.TS. §oµn ThÕ Têng
Héi ®ång Biªn tËp
PGS.TS. §µo V¨n Canh
PGS.TS. §Æng H÷u DiÖp
TS. Phïng M¹nh §¾c
GS.TSKH. Bïi Anh §Þnh
PGS.TS. Lª Phíc H¶o
PGS.TS. NguyÔn B¸ KÕ
TS. Phïng §øc Long
GS. NguyÔn C«ng MÉn
PGS.TS. NguyÔn Hång Nam
PGS.TS. NguyÔn Sü Ngäc
GS.TS. Vò C«ng Ng÷
GS.TS. Mai Träng NhuËn
PGS.TS. NguyÔn Huy Ph¬ng
PGS.TS. NguyÔn V¨n Quang
GS.TSKH. NguyÔn V¨n Qu¶ng
TS. Do·n Minh T©m
GS.TS. TrÇn ThÞ Thanh
PGS.TS. V¬ng V¨n Thµnh
PGS.TS. Lª §øc Th¾ng
TS. §inh Ngäc Th«ng
GS.TSKH. NguyÔn V¨n Th¬
PGS.TS. TrÞnh Minh THô
TS. NguyÔn §×nh TiÕn
GS.TS. ®ç nh tr¸ng
TS. TrÇn v¨n t
TS. TrÇn T©n V¨n
GS.TSKH. Ph¹m Xu©n
GiÊy phÐp xuÊt b¶n sè 1358/GPXB - Ngµy 17-6-1996, Bé V¨n hãa - Th«ng tin
C¬ quan xuÊt b¶n: ViÖn §Þa kü thuËt (Liªn hiÖp c¸c Héi KH&KT ViÖt Nam) 38 phè BÝch C©u - §èng §a - Hµ Néi Tel: 04. 22141917, 22108643; Fax: 04.37325213 Email: [email protected]; [email protected] Website: www.vgi-vn.com
XuÊt b¶n 3 th¸ng 1 kú Nép lu chiÓu: th¸ng 01 n¨m 2010 In t¹i C«ng ty in Thñy lîi
¶nh b×a 1: NhÞp cÇu mïa xu©n
¶nh: Internet
Gi¸: 15.000 ®
§Þa kü thuËt sè 4-2009 2
Vietnam Geotechnial Journal
Volume 13
Number 4 - 2009 ISSN - 0868 - 279X
contents
Dang Huu Diep: Factual Geo-hazards
warning done 30 years ago for the Ho Chi Minh City Area 3
LE VAN CUONG: Optimization of the
NATM tunnel shape in soft soil and shallow conditions for METRO construction 11
TRAN XUAN THO, VO THANH LONG:
Establishing correlation between shear strength of Consolidated- Undrained Triaxial Test (CU) and Consolidated-
Drained Triaxial Test (CD) tested on the soft clay in the Ho Chi Minh City 20
TRAN QUANG HO, TRINH THI THUY
DUONG, VO MINH THANG: Effectiveness of the application of the vaccum
consolidation method in combination with pre-loading on the soft soils of the Phu My Industrial Park 30
NGUYEN HONG NAM: Impact of deep excavation on the surface settlements of the neighboring structures 38
NGUYEN CHIEN, DUONG VAN VIEN: Safety assessment of seepage and stability
of earth dam based on the observation data and field survey applied to the dam B of the Vinh Son hydro-electric plant 48
PHAN TIEN AN, PHAN TRUONG KIET, NGUYEN VAN HOANG, VU DINH HUNG:
Analysis of slope stability by using method of physical model with consideration of compatible interslice force condition 55
KIEU KIM trUC: Measures to ensure the slope
stability of the Deonai coal open pit mine 61
THùC TÕ NH÷NG Dù B¸O GÇN 30 N¡M TR¦íC VÒ C¸C
TAI BIÕN §ÞA CHÊT KHU VùC THµNH PHè Hå CHÝ MINH
Editor-in-Chief
Prof.,Dr. Nguyen Truong Tien
Deputy Editors-in-Chief
Assoc. Prof., Dr. Nghiem Huu Hanh
Assoc. Prof.,Dr. doan The Tuong
EditOrial board
Assoc. Dr. DAo Van Canh
Assoc. Prof.,Dr. DAng Huu Diep
Dr. Phung Manh Dac
Prof.,D.Sc. Bui Anh dinh
Assoc. Prof.,Dr. Le Phuoc Hao
Assoc. Prof.,Dr. Nguyen Ba Ke
Dr. Phung duc Long
Prof. Nguyen Cong Man
Assoc. Dr. Nguyen Hong Nam
Assoc. Prof.,Dr. Nguyen Sy Ngoc
Prof.,Dr. Vu Cong Ngu
Prof.,Dr. Mai Trong Nhuan
Prof.,Dr. Nguyen Huy Phuong
Assoc. Prof.,Dr. Nguyen Van Quang
Prof.,D.Sc. Nguyen Van Quang
Dr. Doan Minh Tam
Prof.,Dr. Tran Thi Thanh
Assoc. Prof.,Dr.Vuong Van Thanh
Assoc. Prof.,Dr. Le duc Thang
Dr. dinh Ngoc Thong
Prof.,D.Sc. Nguyen Van Tho
Assoc. Dr. Trinh Minh thu
Dr. Nguyen Dinh Tien
Prof., Dr. do Nhu Trang
Dr. Tran VAn Tu
Dr. Tran Tan Van
Prof.,D.Sc. Pham Xuan
Printing licence No 1358/GPXB dated 17 June 1996 by the Minister of Culture and Information Published by the Vietnam Geotechnical Institute (Vietnam
Union of Science and Technology Associations) Add: 38 Bich Cau, Dong Da, Hanoi
Tel: 04.22141917, 22108643, Fax: 04. 37325213 Email: [email protected]; [email protected]
Website: www.vgi-vn.com Copyright deposit: January 2010
§Þa kü thuËt sè 4-2009 3
§Æng H÷u DiÖp*
Factual Geo-hazards warnings done 30 years ago for the Ho Chi Minh City
area
Abstract: Factual geo-hazardous warnings for Ho Chi Minh city area were carried out 30 years ago (since 1981, 1982) based on zoning of regional geo-engineering. Those geo-hazardous forecasts were raised on the steady foundation of primary regional geology conditions and the evident understandings on the geo-hazardous nature as well. This article mainly interprets geological hazards occurring in the Ho Chi Minh city area as a clear proof for the warning work done years ago.
1. Nh÷ng dù b¸o gÇn 30 n¨m tríc
Tai biÕn ®Þa chÊt lµ hËu qu¶ tÊt yÕu do m«i
trêng ®Þa chÊt bÞ biÕn ®æi bëi t¸c ®éng cña c¸c
yÕu tè tù nhiªn hoÆc nh©n t¹o. C¸c tai biÕn nµy
thÓ hiÖn cô thÓ b»ng nh÷ng hiÖn tîng ®Þa chÊt
hoÆc ®Þa chÊt c«ng tr×nh, nh hiÖn tîng trît
lë, x©m thùc bê s«ng vµ bê biÓn, hiÖn tîng
®éng ®Êt, hiÖn tîng lón ít, biÕn d¹ng nÒn
mãng c«ng tr×nh v.v. Møc ®é hoÆc cêng ®é thÓ
hiÖn cña nh÷ng hiÖn tîng nµy phô thuéc vµo
nh÷ng ®Æc ®iÓm vèn ®· cã cña m«i trêng ®Þa
chÊt, nh ®Æc ®iÓm cÊu t¹o ®Þa tÇng vµ kiÕn tróc
®Þa chÊt, ®Æc ®iÓm ®Þa m¹o, ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt
thñy v¨n, tÝnh chÊt c¬-lý, hãa-lý vµ nh÷ng tÝnh
chÊt ®Æc biÖt ®Æc trng cña c¸c lo¹i ®Êt vµ ®¸
cã mÆt trong khu vùc.
N¨m1982 trªn c¬ së nghiªn cøu lÞch sö ph¸t
triÓn cÊu tróc ®Þa chÊt khu vùc vµ qu¸ tr×nh h×nh
thµnh cÊu tróc ®Þa m¹o khu vùc vµ c¸c yÕu tè
vÒ khÝ hËu - ®Þa lý, ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt thñy v¨n,
qu¸ tr×nh h×nh thµnh c¸c tÝnh chÊt c¬-lý cña ®Êt
nÒn x©y dùng, qui luËt ph¸t sinh vµ ph¸t triÓn
c¸c hiÖn tîng ®Þa chÊt ®éng lùc c«ng tr×nh
v.v… §Æng H÷u DiÖp ®· ph¸t hiÖn tÝnh kh«ng
®ång nhÊt vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh khu
vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh[2] nã ®îc thÓ hiÖn
b»ng qui luËt ph©n chia khu vùc râ rµng. Víi
ph¸t hiÖn tÝnh kh«ng ®ång nhÊt ®ã, t¸c gi¶ ®·
®a ra b¶ng ph©n vïng tæng qu¸t ®iÒu kiÖn ®Þa
chÊt c«ng tr×nh khu vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh
(h×nh 1 vµ b¶ng 1).
F2
F4
F1
F3
F5
F3
F2
F7
F1
F6
F3
F7 F2F1
F7 F1F2
Conditions for Construction
R·nh xãi
HiÖn tîng röa tr«i bÒ mÆt.
Vïng n©ng ®Þa ph¬ng
Vïng h¹ ®Þa ph¬ng
Disadvantage
Disadvantage
Advantage
Advantage
Disadvantage
Disadvantage
Low hills , mountain, and weathering
rocks with hard structures,
Topography (3-10 m), s ilt-c lay
Low, flat topography, flood areas.
Clay, soft soil (10-30 m)
Low topography, river, canals, etc.
Soft soil, c lay, mud
Topography (3-10 m), flat,
sand-clay or c lay-sand (2-6 m)
Characteristics
I- Units of Engineering Geology
Region
Topography (10-30 m),
c lay-sand or sand-clay (0-10 m)
VIIA
VIIB
VIIC
Ranh giíi ®Þa chÊt
§êng lËp mÆt c¾t ®Þa chÊt
§øt g·y, híng c¾m vµ tªn
Lç khoan s©u vµ sè hiÖu
LEGEND
D
LK822
C
II-OTHER S
QUAÄN 7
QUAÄN 4
HUYEÄN CAÀN GIÔØ
HUYEÄN NHAØ BEØ
QUAÄN 1
QUAÄN 3
Q.PHUÙ NHUAÄN
Q.BÌNH THAÏNH
QUAÄN THUÛ ÑÖÙC
QUAÄN 2
QUAÄN 9
QUAÄN 8
QUAÄN 5
QUAÄN 11
QUAÄN 10
QUAÄN TAÂN BÌNH
QUAÄN GOØ VAÁP
QUAÄN 12
HUYEÄN HOÙC MOÂN
QUAÄN 6
HUYEÄN CUÛ CHI
HUYEÄN BÌNH CHAÙNH
1170
1178
1174
1146
1142
1148
1152
1158
1162
1166
716 720 724
724720708 712 716688 692 696 704700
Map of Engineering Geology in Hochiminh City
10km0 km 5km
Dang Huu Diep (1982)
S cale 1:200.000
10km
Scale bar
1214
1218
1210
1182
1190
1186
1194
1202
1198
1206
712684 688 692 696 704700 708
1226
1222
1230
1234
1238
680672664 668 676
684
656 660 664 668 676672 680652644
B
648
644 648652
656660
1214
1178
1182
1190
1186
1194
1202
1198
1206
1210
1218
1226
1222
1230
1234
1238
1174
1142
1146
1148
1152
1158
1162
1166
1170
H×nh 1. B¶n ®å ph©n vïng ®Þa chÊt
c«ng tr×nh khu vùc Tp.HCM
B¶ng 1. Ph©n vïng tæng qu¸t ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh
khu vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh[2]
* Liªn hiÖp §CCT- X©y dùng vµ M«i trêng 34/31 c x¸ L÷ Gia P.15, Q.11, TP.CHM Email: [email protected] Mobile: 0903615715
§Þa kü thuËt sè 4-2009 4
Vïng TiÓu vïng C¸c ®Æc trng §CCT §¸nh gi¸ ®iÒu
kiÖn §CCT
Vïng A - §Þa m¹o x©m thùc bµo trôi, ®Þa h×nh nói
thÊp
- C¸c lo¹i ®¸ cøng t¹o nªn bÒ mÆt ®Þa h×nh
-Níc khe nøt, lîng níc kh«ng nhá, mùc
níc ngÇm s©u
Phæ biÕn phong hãa, dÞch chuyÓn khèi ®¸
§iÒu kiÖn
§CCT kh«ng
thuËn lîi
Vïng B
§Þa m¹o bµo
mßn tÝch tô
víi c¸c trÇm
tÝch
Pleixtocen t¹o
nªn bÒ mÆt
®Þa h×nh. Chia
ra:
TiÓu vïng B-I - §Þa m¹o bµo mßn tÝch tô, cao ®é ®Þa h×nh
10-30 mÐt trë lªn, ®Þa h×nh gîn sãng.
- C¸t sÐt hoÆc sÐt c¸t dµy 0-10 mÐt phñ trªn
líp ®Êt laterit ë c¸c d¹ng kh¸c nhau, ®Õu lµ
trÇm tÝch tuæi Pleixtocen
- Mùc níc ngÇm thay ®æi tïy theo ®é cao
®Þa h×nh 1-10m trë lªn, lîng níc rÊt phong
phó, cã thÓ gÆp níc cã ¸p côc bé ¨n mßn
CO2 yÕu.
- HiÖn tîng röa tr«i bÒ mÆt, m¬ng xãi, lón
ít, c¸t ch¶y, xãi ngÇm
§iÒu kiÖn
§CCT
thuËn lîi
TiÓu vïng
B-II
- §Þa m¹o bµo mßn - tÝch tô, cao ®é ®Þa h×nh
3-10m, ®Þa h×nh b»ng ph¼ng.
- SÐt c¸t hoÆc c¸t sÐt dµy 2-6m phñ trªn líp
®Êt laterit d¹ng kÕt ion hoÆc loang læ, ®Òu lµ
trÇm tÝch tuæi Pleixtocen.
- Mùc níc ngÇm phæ biÕn 2-5m vµ thay ®æi
tïy ®é cao ®Þa h×nh, lîng níc phong phó,
¨n mßn CO2 yÕu.
- Cã thÓ gÆp hiÖn tîng lón ít vµ c¸t ch¶y
hoÆc xãi ngÇm biÕn d¹ng c«ng tr×nh.
§iÒu kiÖn
§CCT
thuËn lîi
Vïng C
TiÓu vïng C-I - §Þa m¹o thÒm s«ng, ®Þa h×nh thÊp vµ b»ng
ph¼ng, cã n¬i tròng ngËp, nhiÒu s«ng r¹ch.
- SÐt hoÆc sÐt c¸t tr¹ng th¸i dÎo mÒm nh·o
dµy I0-30m trë lªn.
- Mùc níc ngÇm 0-1 m, níc kh«ng phong
phó, ¨n ¨n mßn sulfat, ¨n mßn axit, ¨n mßn
CO2,Cl chÞu ¶nh hëng cña thñy triÒu.
HiÖn tîng lÇy hãa côc bé, c¸t ch¶y, biÕn
d¹ng c«ng tr×nh.
§iÒu kiÖn
§CCT Ýt thuËn
lîi
TiÓu vïng
C-II
- §Þa m¹o b·i båi s«ng, nhiÒu diÖn tÝch tròng
ngËp, nhiÒu s«ng r¹ch chia c¾t
- SÐt dÎo nh·o vµ dÎo mÒm, dÇy 10-30m trë lªn.
- Mùc níc ngÇm ngang mÆt ®Êt, nhiÒu n¬i
ngËp níc, Ýt phong phó, ¨n mßn m¹nh. ¶nh
§iÒu kiÖn
§CCT Ýt thuËn
lîi
§Þa kü thuËt sè 4-2009 5
Vïng TiÓu vïng C¸c ®Æc trng §CCT §¸nh gi¸ ®iÒu
kiÖn §CCT
§Þa m¹o tÝch
tô víi c¸c
trÇm tÝch tuæi
Holocen
nhiÒu nguån
gèc vµ tíng
kh¸c nhau,
chia ra:
hëng cña thñy triÒu râ rÖt.
- HiÖn tîng lÇy lón diÖn réng, c¸t ch¶y, xóc
biÕn, c«ng tr×nh biÕn d¹ng
TiÓu vïng
C-III
- §Þa m¹o ®ång b»ng thÊp, ®Þa h×nh b»ng
ph¼ng, nhiÒu s«ng r¹ch
- SÐt vµ sÐt c t hoÆc c¸t sÐt xen kÏ, dµy 10-30m
- Mùc níc ngÇm 1-2m, Ýt phong phó, ¨n
mßn c¸c d¹ng kh¸c nhau. Níc phÌn, cã ¶nh
hëng cña níc mÆn
- HiÖn tîng c¸t ch¶y, lÇy hãa, c«ng tr×nh
biÕn d¹ng
§iÒu kiÖn
§CCT kh«ng
hoµn toµn
thuËn lîi
TiÓu vïng
C-IV
- §Þa m¹o hå ®Çm lÇy, ®Þa h×nh thÊp tròng, rÊt
nhiÒu s«ng r¹ch.
- SÐt dÎo mÒm hoÆc dÎo nh·o dµy trªn 50m.
- Mùc níc ngÇm ngang mÆt ®Êt, kh«ng
phong phó, ¨n mßn sulfat vµ ¨n mßn axit
m¹nh rÊt nhiÒu. Níc phÌn, cã ¶nh hëng
cña níc mÆn.
- HiÖn tîng lÇy hãa vµ xóc biÕn nghiªm
träng
§iÒu kiÖn
§CCT kh«ng
thuËn lîi
TiÓu vïng
C-V
- §Þa m¹o ®ång b»ng thÊp ven biÓn, tròng
ngËp, s«ng r¹ch rÊt ph¸t triÓn, chia c¾t m·nh
liÖt
- SÐt dÎo nh·o vµ sÐt bïn, dÇy trªn 20m
- Mùc níc ngÇm ngang mÆt ®Êt, Ýt phong
phó, ¨n mßn kim lo¹i, sunfat, ¶nh hëng thñy
triÒu nÆng.
- HiÖn tîng x©m thùc bê s«ng, c¸t ch¶y, xóc
biÕn, c«ng tr×nh biÕn d¹ng
§iÒu kiÖn
§CCT rÊt khã
kh¨n
TiÓu vïng
C-VI
- §Þa m¹o thÒm tÝch tô ven biÓn, ph©n bè
hÑp, t¬ng ®èi b»ng ph¼ng
- C¸t sÐt hoÆc sÐt c¸t, dµy kho¶ng 5m, bªn
díi lµ sÐt dÎo mÒm.
- Mùc níc ngÇm s©u 2-3m, kÐm phong phó
dÔ chÞu ¶nh hëng cña níc mÆn
- HiÖn tîng ph¸ lë bê biÓn, lÇy hãa
§iÒu kiÖn
§CCT Ýt thuËn
lîi
B¶ng ph©n vïng trªn cho thÊy ®iÒu kiÖn
®Þa chÊt c«ng tr×nh khu vùc thµnh phè Hå ChÝ
Minh thÓ hiÖn 3 vïng víi ký hiÖu A, B, vµ C,
chóng ®Òu kh¸c nhau vÒ cÊu t¹o ®Þa tÇng,
kiÕn tróc ®Þa chÊt, kiÕn tróc ®Þa m¹o, ®iÒu kiÖn
®Þa chÊt thñy v¨n vµ tÝnh chÊt c¬-lý, hãa - lý
cña ®Êt vµ ®¸. Dùa vµo nh÷ng ®Æc ®iÓm kh¸c
nhau ®ã, t¸c gi¶ ®a ra nh÷ng dù b¸o kh¶
n¨ng x¶y ra c¸c tai biÕn ®Þa chÊt mét khi cã
t¸c ®éng cña c¸c yÕu tè tù nhiªn nh thêi tiÕt,
§Þa kü thuËt sè 4-2009 6
khÝ hËu, ®éng th¸i cña c¸c dßng ch¶y níc
trªn mÆt, hoÆc c¸c yÕu tè nh©n t¹o nh x©y
dùng ph¸t triÓn ®« thÞ, x©y dùng nhµ cao tÇng,
®µo hè mãng s©u, x©y dng giao th«ng vµ
thñy lîi, khai th¸c níc díi ®Êt v.v…
Nh÷ng dù b¸o cô thÓ vÒ c¸c tai biÕn ®Þa
chÊt cho tõng vïng A,B vµ C ®· cho thÊy nh
sau: Vïng A ®îc cÊu t¹o bëi c¸c ®¸ cøng vµ
nöa cøng, nøt nÎ, cã kh¶ n¨ng x¶y ra hiÖn
tîng trît lë lµ chñ yÕu. Vïng B chiÕm mét
phÇn huyÖn Thñ §øc, Cñ Chi, Hãc M«n, phÇn
lín diÖn tÝch khu vùc néi thµnh nh quËn 1,
quËn 3, quËn 5, quËn 6, quËn 10, quËn 11,
T©n b×nh, T©n Phó, B×nh T©n, víi cÊu t¹o ®Þa
chÊt gåm c¸c ®Þa tÇng Pliocen-Pleixtocen
n»m phñ trªn tÇng ®¸ gèc, kh¶ n¨ng x¶y ra
c¸c hiÖn tîng ®Þa chÊt nh lón ít, m¬ng
xãi, röa tr«i bÒ mÆt, c¸t ch¶y. Vïng C chiÕm
phÇn lín diÖn tÝch quËn 2, quËn B×nh Th¹nh,
quËn 4, quËn 7, huyÖn Nhµ BÌ, B×nh Ch¸nh,
huyÖn Duyªn H¶i mét phÇn diÖn tÝch c¸c quËn
nh B×nh T©n, quËn 6, Cñ Chi, Hãc M«n, Thñ
§øc, däc c¸c kªnh r¹ch trong néi thµnh. §Æc
®iÓm nçi bËt cña vïng C hiÖn diÖn tÇng ®Êt
yÕu tuæi Holocen víi bÒ dµy thay ®æi tïy n¬i
vµ cã thÓ ®¹t trªn 30 mÐt. Trong ph¹m vi
vïng C cã kh¶ n¨ng x¶y ra c¸c hiÖn tîng ®Þa
chÊt c«ng tr×nh nh nÒn mãng c«ng tr×nh biÕn
d¹ng lón lÖch, s¹t lë bê s«ng vµ bê biÓn, hiÖn
tîng xóc biÕn, hiÖn tîng ngËp lôt, hiÖn
tîng c¸t ch¶y.
2. C¸c tai biÕn ®Þa chÊt ®· x·y ra nh÷ng
n¨m gÇn ®©y t¹i khu vùc Tp.HCM
Nh ®· nãi ë trªn, tai biÕn ®Þa chÊt lµ hËu
qu¶ tÊt yÕu do m«i trêng ®Þa chÊt bÞ biÕn ®æi
bëi t¸c ®éng cña c¸c yÕu tè tù nhiªn hoÆc nh©n
t¹o. Kh¸i niÖm khoa häc nµy ®· ®îc x¸c nhËn
bëi c¸c tai biÕn ®Þa chÊt ®· tõng x¶y ra t¹i khu
vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh trong nh÷ng n¨m
gÇn ®©y.
Tríc n¨m 1985 khu vùc thµnh phè Hå ChÝ
Minh hÇu nh cha x¶y ra c¸c tai biÕn ®Þa chÊt.
Nhng tõ ®ã trë ®i, nhÊt lµ nh÷ng n¨m gÇn ®©y,
t¹i khu vùc l·nh thæ nµy c¸c tai biÕn ®Þa chÊt
x¶y ra ngµy cµng thêng xuyªn vµ ngµy cµng
nghiªm träng. Trong thêi kú ph¸t triÓn kinh tÕ
m¹nh mÏ, nhÞp ®é vµ qui m« cña c¸c ho¹t ®éng
kinh tÕ ngµy cµng t¨ng, c¸c dù ¸n x©y dùng
ngµy cµng nhiÒu, nh x©y dùng c¸c khu ®« thÞ
lín, x©y dùng nhiÒu cao èc vµ chung c cao
tÇng, thi c«ng ®µo nhiÒu hè mãng s©u, x©y
dùng nhiÒu tuyÕn ®êng víi mËt ®é xe lín, x©y
dùng nhiÒu bÕn c¶ng, nhiÒu ®Ëp thñy lîi vµ thñy
®iÖn trªn thîng nguån c¸c s«ng, nhiÒu diÖn
tÝch ®Êt ®îc san lÊp, mÆt ®Êt ®« thÞ bÞ ®µo xÎ
kh¾p n¬i v.v. TÊt c¶ nh÷ng ho¹t ®éng kinh tÕ ®ã
®· g©y t¸c ®éng m¹nh mÏ ®Õn m«i trêng ®Þa
chÊt khu vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh, tõ ®ã m«i
trêng ®Þa chÊt bÞ biÕn ®æi, nhiÒu n¬i nÒn ®Êt
chÞu t¸c dông cña c«ng tr×nh cã t¶i träng lín,
tr¹ng th¸i øng suÊt trong nÒn ®Êt biÕn ®æi; ®é
Èm cña ®Êt nÒn kh«ng æn ®Þnh, cã n¬i gi¶m cã
n¬i t¨ng, mùc níc ngÇm h¹ thÊp, c¸c dßng
ch¶y trªn mÆt lu«n lu«n biÕn ®æi vÒ lu lîng vµ
híng vËn ®éng v.v.. TÊt c¶ nh÷ng biÕn ®æi ®ã
cña m«i trêng ®Þa chÊt ®Þa ph¬ng céng víi
c¸c biÕn ®æi vÒ thêi tiÕt vµ khÝ hËu ®· g©y nªn
nh÷ng tai biÕn ®Þa chÊt t¹i khu vùc thµnh phè
Hå ChÝ Minh víi nh÷ng hiÖn tîng cô thÓ nh
sau:
1. HiÖn tîng lón sËp x¶y ra t¹i mét khu d©n
c ë phêng Phíc Long A quËn 9 thµnh phè
Hå ChÝ Minh. B¸o C«ng An Tp. Hå ChÝ Minh
têng thuËt hiÖn têng lón sËp x¶y ra nh sau:
Nhµ bµ TrÇn Thi Oanh c¸ch hå chøa níc th¶i
cña c«ng ty Bosvina 50m lµ nhµ ®Çu tiªn trong
vïng bÞ lón vµo ®Çu th¸ng 4 n¨m 2004. Vµo
mïa ma 2005 hiÖn tîng lón nøt l¹i x¶y ra,
têng vµ trô cét ®Òu bÞ nøt. Hµng chôc nhµ vµ
®Êt vên quanh hå níc th¶i ®Òu bÞ lón sËp
nghiªm träng. HiÖn tîng lón sËp t¹i ®©y chØ
míi x¶y ra tõ n¨m 2004, tríc ®ã t¹i ®©y cha
hÒ x¶y ra hiÖn tîng lón sËp (h×nh 2).
§Þa kü thuËt sè 4-2009 7
H×nh 2. SËp lón nhµ nghiªm träng ë quËn 9
Râ rµng hiÖn tîng lón sËp t¹i phêng
Phíc A quËn 9 cã liªn quan ®Õn t¸c ®éng
cña hå chøa níc th¶i. Níc thÊm ra tõ hå
lµm t¨ng ®é Èm cña nÒn ®Êt ®îc cÊu t¹o
b»ng lo¹i ®Êt cã tÝnh lón ít, tõ ®ã g©y ra hiÖn
tîng lón sËp t¬ng tù nh÷ng hiÖn tîng tõng
x¶y ra ë nh÷ng níc cã vïng ®Êt hoµng thæ
nh Trung Quèc, Nga, Mü v.v… §©y lµ mét tai
biÕn ®Þa chÊt ®· ®îc dù b¸o tõ n¨m 1982
trong b¶n ®å ph©n vïng khu vùc thµnh phè
Hå ChÝ Minh cña §Æng H÷u DiÖp [2]. Vµo ®Çu
thËp niªn 80 cña thÕ kû tríc, hiÖn tîng lón
ít còng ®· tõng x¶y ra t¹i quËn Thñ §øc g©y
h h¹i nghiªm träng toµn bé mét nhµ m¸y s¶n
xuÊt giÊy (nhµ m¸y giÊy Linh Trung - Thñ
§øc).
2. HiÖn tîng lón nÒn mãng c«ng tr×nh cÇu
V¨n Th¸nh 2 vµ ®êng ®êng dÉn vµo cÇu
(®êng NguyÔn H÷u C¶nh). Nh phÇn trªn ®·
nªu râ, trong b¶n ®å ph©n vïng ®Þa chÊt c«ng
tr×nh khu vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh ®· chØ
râ, vïng C nçi bËt víi sù hiÖn diÖn tÇng ®Êt
yÕu tuæi Holocen víi bÒ dµy thay ®æi tïy n¬i
vµ cã thÓ ®¹t trªn 30m, cã kh¶ n¨ng x¶y ra
c¸c hiÖn tîng ®Þa chÊt c«ng tr×nh nh nÒn
mãng c«ng tr×nh biÕn d¹ng lón nghiªng. Sù cè
lón nghiªm träng nÒn mãng cÇu V¨n Th¸nh 2
vµ 32 c¨n nhµ gÇn khu vùc cÇu bÞ lón nghiªng
lµ mét minh chøng rÊt cô thÓ cho dù b¸o ®·
®a ra gÇn 30 n¨m tríc (h×nh 3a &3b). Trªn
thùc tÕ hÇu nh c¸c ®Þa ph¬ng cã ®iÒu kiÖn
®Þa chÊt nh vïng C ®Òu ®· thêng xuyªn x¶y
ra hiÖn tîng nÒn mãng c«ng tr×nh bÞ lón
nghiªng, thËm chÝ rÊt nhiÒu c«ng tr×nh bÞ lón
nghiªng nghiªm träng, g©y tæn thÊt rÊt lín vÒ
kinh tÕ.
H×nh 3a. XuÊt hiÖn thªm lç thñng to tíng ngay
®Çu ®êng dÉn lªn cÇu V¨n Th¸nh 2 cµng cho
thÊy vÊn ®Ò trë nªn nghiªm träng
§Þa kü thuËt sè 4-2009 8
H×nh 3b. C¨n nhµ cña «ng Hoµng Hoµng TÊn ë
ch©n cÇu V¨n Th¸nh 2 bÞ nghiªng vÒ phÝa tríc
0,85m
3. Tai biÕn do hiÖn tîng xãi ngÇm vµ c¸t
ch¶y g©y ra cã thÓ x¶y ra trong ph¹m vi vïng B,
®îc cÊu t¹o bëi ®Þa tÇng Pliocen-Pleixtocen
phñ trªn nÒn ®¸ gèc. Vïng B cã diÖn tÝch bao
gåm nhiÒu quËn vµ huyÖn, trong ®ã cã quËn 1
vµ quËn 3. Sù cè x¶y ra trong khi ®ang thi c«ng
x©y dùng c«ng tr×nh cao èc Pacific trªn ®êng
NguyÔn ThÞ Minh Khai (h×nh 4) vµ c«ng tr×nh
cao èc Saigon Residence gãc ®êng Thi S¸ch -
NguyÔn Siªu quËn 1 ®· cho thÊy nh÷ng dù b¸o
vÒ tai biÕn ®Þa chÊt khu vùc thµnh phè Hå ChÝ
Minh 30 n¨m tríc ®©y lµ rÊt x¸c thùc. Sù cè
t¬ng tù còng ®· tõng x¶y ra vµo lóc 0 giê 10
ngµy 20 - 10 n¨m 2007 t¹i c«ng trêng x©y
dùng cao èc D©n ca sè 21 Lª QuÝ §«n, phêng
6, quËn 3, hè mãng lón sôt ®· lµm mét phÇn
chung c kÕ bªn (sè 23 Lª QuÝ §«n) bÞ sËp
hoµn toµn, tuyÕn èng cÊp níc bÞ vì. T¹i hè
mãng ®µo s©u 10 mÐt, réng 30 mÐt, ®îc hót
níc th¸o kh« lµm mùc níc ngÇm gi¶m thÊp,
t¨ng ®é dèc thñy lùc g©y ra xãi ngÇm.
H×nh 4. Sù cè phÇn ngÇm 5 tÇng hÇm c«ng tr×nh
Pacific sè 43,45,47 ®êng
NguyÔn ThÞ Minh Khai, Q.1, Tp.HCM
4. Sù cè c«ng tr×nh do hiÖn tîng xóc biÕn
g©y ra t¹i c«ng trêng x©y dùng nhµ m¸y xö
lý níc th¶i giai ®o¹n I víi kinh phÝ ®Çu t 100
triÖu ®«la trªn ®Þa bµn huyÖn B×nh Ch¸nh tõ
th¸ng 5 ®Õn th¸ng 10 n¨m 2005. §Ó thiÕt kÕ
mãng chÞu t¶i träng 1,5 triÖu tÊn víi 3300 cäc
bª t«ng tiÕt diÖn 40x40cm, dµi 33-38 mÐt, nhµ
thÇu ®· ¸p dông ph¬ng ph¸p ®ãng cäc. Sau
khi thi c«ng xong phÇn ®ãng cäc, nhµ thÇu ®·
ph¸t hiÖn t×nh tr¹ng c¸c cäc kh«ng gi÷ ®óng vÞ
trÝ thiÕt kÕ ban ®Çu. Theo yªu cÇu cña thiÕt kÕ
cäc nghiªng kh«ng qu¸ 1%, sai sè theo hµng
0,2-0,4 D (D lµ ®êng kÝnh cäc). Thùc tÕ
kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c hµng cäc kh«ng ®Òu
nhau cã thÓ nh×n thÊy b»ng m¾t thêng, trong
mét hµng cäc kh«ng th¼ng ®øng nh thiÕt kÕ
mµ x« lÖch kh«ng qui t¾c, cã cäc ®øng riªng
lÎ ®¬n ®éc (h×nh 5). Nguyªn nh©n g©y ra sù
§Þa kü thuËt sè 4-2009 9
cè nh trªn lµ do tÝnh xóc biÕn cña ®Êt nÒn.
H×nh 5. NhiÒu cäc t¹i khu vùc nµy n»m ngoµi täa ®é thiÕt kÕ c¶ mÐt
HuyÖn B×nh Ch¸nh n»m trong vïng C ®îc
cÊu t¹o bëi tÇng ®Êt bïn sÐt (sÐt tr¹ng th¸i
ch¶y v¶ dÎo ch¶y) víi bÒ dµy trªn díi 30m,
cã tÝnh xóc biÕn. Xóc biÕn lµ hiÖn tîng ®Êt
sÐt b·o hßa chuyÓn sang tr¹ng th¸i láng khi bÞ
t¸c ®éng bëi chÊn ®éng do m¸y mãc hoÆc xe
cé hoÆc ®éng ®Êt g©y nªn. Thi c«ng cäc b»ng
kü thuËt ®ãng bóa ®· g©y chÊn ®éng, ®Êt nÒn
hãa láng, cêng ®é kh¸ng c¾t gi¶m gÇn b»ng
kh«ng lµm cho cäc x« lÖch. HiÖn tîng xóc
biÕn cña ®Êt nÒn ®· ®îc dù b¸o tríc gÇn 30
n¨m cho nh÷ng phÇn l·nh thæ thuéc vïng C
trong b¶n ®å ph©n vïng ®Þa chÊt c«ng tr×nh
khu vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh.
Mét vÝ dô thùc tÕ thø hai cã thÓ x¸c nhËn
râ rµng cho dù b¸o vÒ nh÷ng tai biÕn ®Þa
chÊt cã liªn quan ®Õn tÝnh xóc biÕn cña ®Êt
nÒn n»m trong ph¹m vi vïng C trong b¶n ®å
ph©n vïng ®Þa chÊt c«ng tr×nh khu vùc thµnh
phè Hå ChÝ Minh: th¸ng 3 n¨m 2000, chØ
trong vµi tiÕng ®ång hå mét kho chøa 1200
tÊn s¾t thÐp ë B×nh Ch¸nh ®· bÞ lón ch×m
xuèng s©u 20 mÐt; ngµy 24 th¸ng 4 n¨m
2003, 900 tÊn thÐp l¸ trong kho n»m ë
phêng 25 quËn B×nh Th¹nh còng ®· ®ét
ngét bÞ lón ch×m xuèng ®é s©u t¬ng tù. C¶ 2
sù cè nµy ®Òu n»m trong vïng C ®· ®îc dù
b¸o tõ 30 n¨m tríc lµ cã hiÖn tîng xóc
biÕn, ®Òu ®· chÞu t¸c ®éng do xe t¶i chë s¾t
thÐp ra vµo cæng víi c¸c xe cÈu n©ng c¸c
khèi s¾t thÐp nÐm tõ ®é cao xuèng g©y chÊn
®éng nÒn ®Êt [4].
5. HiÖn tîng x©m thùc bê s«ng t¹i khu
vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh: Theo b¸o c¸o
cña khu ®êng s«ng t¹i ®Þa bµn thµnh phè
Hå ChÝ Minh ®· thÊy ®îc 55 ®o¹n bê cã
nguy c¬ s¹t lë, trong ®ã cã 45 ®o¹n thuéc
nguy c¬ cÊp 1 (s¹t lë m¹nh) 5 ®o¹n thuéc
cÊp 2 vµ 5 ®o¹n thuéc cÊp 3. Nh÷ng ®Þa
®iÓm cã nguy c¬ s¹t lë m¹nh gåm ng· ba
s«ng CÇn Giuéc - s«ng BÕn Løc (thuéc ®Þa
bµn huyÖn B×nh Ch¸nh); bÕn kh¸ch ngang
s«ng bÕn §¸ (quËn 8); bÕn kh¸ch ngang
s«ng B×nh Mü, bÕn phµ Phó Cêng (Cñ
Chi); khu vùc cÇu M¬ng Chuèi, cÇu Phíc
Long, cÇu R¹ch T«m, cÇu Long KiÓng, cÇu
R¹ch D¬i, cÇu HiÖp Phíc, khu vùc ng· ba
r¹ch Giång-s«ng Kinh Lé (huyÖn Nhµ BÌ);
khu vùc tõ nhµ hµng T©n C¶ng ®Õn cÇu
Kinh, khu vùc tõ kh¸ch s¹n dÇu khÝ ®Õn CÇu
Kinh, tõ ng· ba s«ng Sµi Gßn ®Õn nhµ hµng
Hoµng Ty (quËn B×nh Th¹nh); ng· ba s«ng
Lßng Tµu-Soµi R¹p, vÞnh Gµnh R¸i, vÞnh
§ång Tranh (CÇn Giê); khu vùc bÕn kh¸ch
ngang s«ng B×nh Quíi, khu vùc c¶ng Phíc
Long (quËn Thñ §øc) (h×nh 6).
Tai biÕn x©m thùc bê s«ng còng ®· ®îc
dù b¸o tríc ®©y gÇn 30 n¨m trªn b¶n ®å
ph©n vïng ®Þa chÊt c«ng tr×nh khu vùc thµnh
phè Hå ChÝ Minh.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 10
H×nh 6. S¹t lë n¨m 2004 ë ch©n cÇu Kinh
(Thanh §a - B×nh Th¹nh) cuèn tr«i 5 c¨n nhµ vµ
tµi s¶n, nhiÒu khèi ®Êt nøt, lón nghiªng vÒ mÐ
s«ng ë khu biÖt thù Lý Hoµng
3. KÕt luËn
C¸c tai biÕn ®Þa chÊt ®·, ®ang vµ sÏ x¶y ra
t¹i khu vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh ®· chøng
minh cho tÝnh chÝnh x¸c cña c¸c dù b¸o ®· cã
tríc ®©y gÇn 30 n¨m (1981-1982). Nh÷ng dù
b¸o hiÖu qu¶ ®ã ®· ®îc ®a ra trªn c¬ së
nhËn thøc ®óng ®¾n c¸c ®Æc ®iÓm chñ yÕu
cña m«i trêng ®Þa chÊt ®Þa ph¬ng; ®ång thêi
hiÓu râ ®îc b¶n chÊt cña c¸c tai biÕn ®Þa
chÊt mµ biÓu hiÖn cô thÓ cña chóng lµ c¸c
hiÖn tîng ®Þa chÊt - ®Þa chÊt c«ng tr×nh,
nguyªn nh©n vµ c¸c yÕu tè kÝch thÝch vµ thóc
®Èy c¸c hiÖn tîng nµy ph¸t sinh vµ ph¸t
triÓn.
B¶n ®å dù b¸o c¸c tai biÕn ®Þa chÊt khu vùc
lµ mét tµi liÖu chuyªn m«n ®Æc biÖt quan träng
®èi víi c«ng t¸c qui ho¹ch ®« thÞ, qui ho¹ch khu
d©n c, qui ho¹ch ph¸t triÓn c¬ së h¹ tÇng c«ng
nghiÖp, giao th«ng, thñy lîi, thuû ®iÖn, s©n bay,
c¶ng s«ng biÓn v.v… §ång thêi nã còng lµ mét
tµi liÖu hÕt søc cÇn thiÕt cho c«ng t¸c kh¶o s¸t
vµ thiÕt kÕ x©y dùng c«ng tr×nh, rÊt bæ Ých cho
c¸c chñ ®Çu t. B¶n ®å dù b¸o c¸c tai biÕn ®Þa
chÊt gióp ta thÊy tríc ®îc nh÷ng rñi ro cã thÓ
gÆp khi qui ho¹ch vµ thiÕt kÕ x©y dùng, tõ ®ã cã
thÓ ®a ra nh÷ng gi¶i ph¸p kü thuËt ®Ó ®Ò phßng
vµ ng¨n ngõa c¸c sù cè trong qui ho¹ch vµ x©y
dùng.
Mét ®iÒu cÇn lu ý lµ trong dù b¸o tríc ®©y
gÇn 30 n¨m vÒ c¸c tai biÕn ®Þa chÊt khu vùc
thµnh phè Hå ChÝ Minh kh«ng hÒ ®a ra dù b¸o
vÒ c¸c tai biÕn do ®éng ®Êt vµ do khai th¸c
níc díi ®Êt g©y ra.
TµI LIÖU THAM KH¶O
[1] Anne R.Beer and Cattherin Higgins,
Environmental Planning for Site Devolpment,
London and New York Second edition 2000.
[2] §Æng H÷u DiÖp, VÒ ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt
c«ng tr×nh khu vùc thµnh phè Hå ChÝ Minh, TËp
san Khoa häc vµ Ph¸t triÓn (chuyªn ®Ò §Êt,
Níc vµ kho¸ng s¶n cña thµnh phè Hå ChÝ
Minh), 1982.
[3] §Æng H÷u DiÖp, Nh÷ng vÊn ®Ò ®Þa kü
thuËt khi thiÕt kÕ vµ thi c«ng ®µo hè mãng s©u
t¹i khu vùc Tp. HCM, Héi th¶o Khoa häc C«ng
tr×nh X©y dùng cã phÇn ngÇm. Bµi häc tõ c¸c sù
cè vµ gi¶i ph¸p phßng chèng, Tp.HCM
2/8/2008.
[4] Huúnh Ngäc Sang, ThiÒm Quèc TuÊn,
T×m kiÕm nguyªn nh©n lón ch×m 2 kho chøa s¾t
t¹i Tp.HCM, §Þa chÊt Tµi nguyªn M«i trêng,
Liªn ®oµn B¶n ®å §Þa chÊt MiÒn Nam, Tp.HCM
2003.
[5] NguyÔn V¨n HiÖp, Tõ c¸c sù cè c«ng
tr×nh x©y dùng cã phÇn ngÇm, nh÷ng vÊn ®Ò
cÇn ®Æt ra tõ ®Çu ®Ó phßng ngõa, Héi th¶o
Khoa häc c«ng tr×nh x©y dùng cã phÇn ngÇm.
Bµi häc tõ c¸c sù cè vµ gi¶i ph¸p phßng chèng,
Tp.HCM 2/8/2008.
[6] Sµi Gßn gi¶i phãng 11-9-2006, 55 ‚®iÓm
®en‛ s¹t lë bê s«ng.
[7] Thanh niªn 31/7/2006, KhuÊt tÊt trong dù
¸n 100 triÖu USD.
Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. §oµn ThÕ Têng
§Þa kü thuËt sè 4-2009 11
Tèi u hãa h×nh d¹ng hÇm n«ng ®µo b»ng
ph¬ng ph¸p NATM trong ®Êt yÕu khi x©y dùng
c¸c hÖ thèng tÇu ®iÖn ngÇm
Lª V¨nC¦êng*
Optimization of the NATM tunnel shape in soft soil and shallow conditions for METRO construction Abstract: METRO system is a Mass Transit System passing mostly the central part of the metropolitan where extreme dense buildings existing on surface. The only one excavation method for connecting tunnels between stations of such systems is considered safe TBM technique. However, for the short tunnels such as connecting access gallery to stations or depot, the conventional NATM excavation method still has to be adapted. Due to shallow condition of only one to two times of the tunnel diameter and sometime under extreme unfavorable geotechnical conditions, it is real challenge for all geotechnical engineers to manage how to execute such tunnels in safe way and especially how to result in the surface settlement as limited as possible. It is unavoidable all over the world that during construction of NATM tunnels in soft soil, spectacular accidents always occur.
To construct NATM shallow tunnel in soft soil, except other heavy supporting
measures e.g. fore poling bt steel pipes or horizontal jet grouting columns,
the shotcrete lining is one of the main supporting elements. The load bearing
capacity of the shotcrete lining and the global stability is depending on the
selected shape of the tunnel cross section. For squeezing ground-conditions,
the transition from tunnel wall to temporary invert with sharp corner leads to
extreme loading concentration and therefore it causes essential surface
settlement. In extreme case, the shotcrete lining could be locally damaged by
this load concentration and as consequence causing the collapse of the
complete system. The purpose of the article is to deal with the optimization of
NATM cross section to find the suitable tunnel shape for specific
requirement, especially the transition corner from the wall to temporary invert;
the systematical anchoring is also discussed and the connecting
reinforcement is proposed.
I. Më ®Çu
HÇm ®µo b¾ng ph¬ng ph¸p truyÒn thèng
NATM thêng n»m ë ®é s©u lín díi lßng ®Êt
hay nh÷ng rÆng nói cao. Trong ®iÒu kiÖn nµy,
nguyªn lý c¬ b¶n khi ¸p dông ph¬ng ph¸p ®µo
hÇm NATM lµ chØ dïng mét vá bª t«ng phun
máng (5,10 hay 15cm) ®Ó chèng ®ì hÇm, tËn
dông lùc t¬ng t¸c gi÷a vá bª t«ng vµ nÒn ®Êt
cøng hay líp ®¸ cña nói. TËn dông nguyªn lý
cña Terzaghi ®Ó gi¶m lùc Ðp cña ®Êt ®¸ trªn vá
bª t«ng cña hÇm, b»ng c¸ch chØ xö dông mét vá
hÇm bª t«ng phun máng, nh thÕ vá hÇm cã tÝnh
®µn håi cao, cã thÓ thÝch øng ®îc khi vá hÇm bÞ
co l¹i, hay khi h×nh d¹ng vµnh hÇm bÞ biÕn d¹ng
díi søc Ðp cña líp ®Êt ®¸ bªn trªn. NghÜa lµ cè ý
chÊp nhËn mét ®é lón hay ®é co Ðp nhÊt ®Þnh, môc
®Ých ®Ó ph©n bæ hÇu nh toµn bé lùc Ðp do hÇm
®µo g©y ra vµo chÝnh nÒn ®Êt. ¸p dông nguyªn lý
* Senior Expert for Geotechnics-Underground
Works-Tunnel - GERMANY
Chief Consultant for ATHENS METRO - Elliniko Extension, GREECE;
E-Mail: [email protected]
§Þa kü thuËt sè 4-2009 12
nµy th× chØ mét phÇn träng lîng rÊt nhá cña líp
®Êt ®¸ bªn trªn hÇm Ðp trùc tiÕp lªn vá bª t«ng
phun. BÒ dµy cña líp ®Êt ®¸ trªn hÇm cã thÓ lªn
®Õn vµi tr¨m hay ngh×n mÐt, nhng lùc Ðp lªn vá
hÇm b¾ng bª t«ng phun chØ t¬ng øng víi träng
lîng cña mét vµi mÐt ®Êt ®¸ trªn ®Ønh hÇm.
Ngîc l¹i khi x©y dùng c¸c hÖ thèng metro
hÇm ®µo b»ng NATM thêng lµ nh÷ng hÇm
n«ng, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt kh«ng thuËn lîi, nªn
nguyªn lý trªn kh«ng thÓ ¸p dông m¸y mãc, mµ
ph¶i c¶i biªn ®Ó phï hîp víi ®ßi hái cao cña dù
¸n. §iÒu kiÖn ®Æc biÖt ph¶i ®Ó ý ®Õn lµ:
a) Líp ®Êt trªn hÇm thêng cã chiÒu dµy díi
2 lÇn ®êng kÝnh hÇm, nªn ®îc ®Þnh nghÜa lµ
hÇm n«ng, thªm vµo ®ã líp ®Êt hoÆc ®¸ trªn
®Ønh hÇm l¹i thuéc d¹ng ®Êt yÕu hay nÕu lµ ®¸
th× hÇu nh hoµn toµn bÞ phong ho¸, nªn viÖc ¸p
dông nguyªn lý Terzaghi sÏ rÊt giíi h¹n, thêng
kh«ng nªn ¸p dông.
b) T¶i träng cña líp ®Êt hay ®¸ phong ho¸
nµy thêng rÊt thÊp, ®é dÝnh kÕt thêng rÊt nhá
vµ thêng bÞ ¶nh hëng m¹nh bëi mùc níc
ngÇm. V× ®ßi hái vÒ ®é an toµn tuyÖt ®èi khi thi
c«ng, nªn th«ng thêng toµn bé líp ®Êt trªn hÇm
còng ®îc ®Þnh nghÜa lµ lùc Ðp trùc tiÕp lªn vá
hÇm.
c) HÖ thèng metro l¹i thêng ®i díi khu phè
®«ng ®óc víi nhiÒu nhµ cao tÇng hay nh÷ng c«ng
tr×nh nh¹y c¶m, nªn ®é lón trªn mÆt ®Êt cho phÐp
lµ rÊt nhá, nhiÒu khi kh«ng cho phÐp bÊt kú mét ®é
lón nµo. §ßi hái nµy ®i ngîc l¹i nguyªn lý c¬ b¶n
cña hÇm ®µo b»ng ph¬ng ph¸p NATM th«ng
thêng. Thùc hiÖn hÇm NATM díi ®iÒu kiÖn nh
trªn, ®ßi hái mét cÊu tróc x©y dùng hÇm NATM víi
nhiÒu kü thuËt phô trî ®Æc biÖt, vÝ dô nh sö dông
neo ngang (forepoling) b»ng èng s¾t ®êng kÝnh
13,9cm (h×nh 2). Vá bª t«ng phun cña hÇm NATM
lµ mét m¾t xÝch quan träng nhÊt trong nh÷ng h×nh
thøc chèng ®ì khi x©y dùng hÇm. Vá bª t«ng
phun b©y giê kh«ng lµ mét vá máng cã tÝnh ®µn
håi cao mµ lµ mét vá bª t«ng cã ®é cøng v÷ng
cao, chèng uèn lín, cã bÒ dÇy nhÊt ®Þnh lªn ®Õn
30 - 40cm, cã thÓ chÞu t¶i ®îc toµn líp ®Êt trªn
hÇm mét c¸ch an toµn vµ ®ång thêi Ýt bÞ ¶nh
hëng lón sôt hay thay ®æi h×nh d¹ng vá hÇm. §ßi
hái nµy lµ mét bµi to¸n khã gi¶i cho c¸c kü s ®Þa
kü thuËt vµ c«ng tr×nh ngÇm. NÕu xem xÐt kü tiÕt
diÖn cña vá hÇm th× n¬i chuyÓn tiÕp tõ thµnh hÇm
®Õn ®¸y hÇm vßm t¹m hay ®îc gäi lµ ch©n
mãng hÇm ®Ønh sÏ lµ n¬i chÞu lùc nÐn vµ m«men
uèn lín nhÊt. CÊu tróc cña n¬i chuyÓn tiÕp nµy
®ãng vai trß quan träng cho sù bÒn v÷ng toµn
diÖn cña vá hÇm, cho ®é lón sôt nhiÒu hay Ýt cña
vá hÇm NATM, ®©y còng lµ ®Ò tµi cña bµi b¸o
c¸o chuyªn ®Ò nµy. Ngoµi ra hÖ thèng neo xung
quanh hÇm còng ph¶i ®îc ®iÒu chØnh ®Ó thÝch
hîp h¬n cho ®iÒu kiÖn hÇm n«ng.
H×nh 1. ThiÕt bÞ chèng ®ì c¬ b¶n cu¶ hÇm NATM
H×nh 2. Neo ngang
b»ng èng thÐp 13,9cm
II. Nghiªn cøu lùa chän h×nh d¹ng hÇm tèi
u
Sù cè sËp hÇm lo¹i 2
Nh h×nh 3 cho mét tiÕt diÖn hÇm NATM lín,
§Þa kü thuËt sè 4-2009 13
thi c«ng hÇm thêng ®îc chia lµm ba giai
®o¹n, phÇn ®Ønh phÇn gi÷a vµ phÇn ®¸y. Trong
ba giai ®o¹n th× giai ®o¹n hÇm ®Ønh víi ®é cao
thêng kho¶ng 5 ®Õn 6m lµ giai ®o¹n thi c«ng
cã ®é rñi ro cao nhÊt
Sù cè sËp hÇm ®µo b»ng ph¬ng ph¸p
truyÒn thèng NATM thêng cã hai lo¹i
- Sù cè lo¹i 1: §Êt trµn vµo tõ phÝa mÆt hÇm,
®îc gäi lµ sËp hÇm sù cè lo¹i I, xÈy ra khi neo
ngang qu¸ yÕu, hay qu¸ ng¾n, kh«ng ®ñ t¶i
träng ®Ó chèng ®ì lùc Ðp cña ®Êt. Lo¹i sù cè
d¹ng 1 nµy kh«ng bµn s©u trong bµi nµy, v× giíi
h¹n cña bµi b¸o
- Sù cè lo¹i 2: Xem h×nh 4, khi vá bª t«ng
phun kh«ng ®ñ ®é dÇy, ®é bÒn nhá h¬n lùc Ðp
cña ®Êt. HiÖn tîng sËp hÇm nµy thêng xÈy ra
khi ch©n hÇm ®Ønh bÞ lón qu¸ s©u vµ bÞ gÉy
khóc v× h×nh d¹ng cÇu tróc kh«ng phï hîp, ®é
bÒn nhá h¬n lùc Ðp cña ®Êt ®¸ bªn trªn hÇm
§Ò tµi vµ kÕt qu¶ nghiªn cøu cña bµi b¸o
nµy dùa trªn bµi thuyÕt tr×nh cña chÝnh t¸c gi¶
tr×nh bµy trong héi nghÞ chuyªn ngµnh tæ chøc
t¹i Bangkok-Thailand*2. Môc ®ich lµ lµm sao
t×m ra ®îc tiÕt diÖn hÇm víi m« h×nh ch©n
hÇm cã h×nh d¹ng tèi u ®Ó chuyÓn t¶i tèt
nhÊt lùc Ðp cao cña vá hÇm trªn nÒn ®Êt yÕu
vµ b¶o ®¶m hÖ sè an toµn chÞu lùc cña vá
hÇm còng nh dÔ dµng vµ ®¬n gi¶n khi thi
c«ng. §Æc biÖt ph¶i chó ý lµ n¬i chuyÓn tiÕp tõ
thµnh hÇm qua ®¸y vßm t¹m, lµ n¬i thêng
®îc coi lµ nguyªn nh©n chÝnh dÉn ®Õn sËp
hÇm côc bé, nh ®Þnh nghÜa sù cè sËp hÇm
lo¹i II. Mét lu ý phô còng ph¶i ®Ó ý ®Õn lµ
®¸y vßm t¹m cña hÇm ®Ønh chØ tån t¹i mét thêi
gian ng¾n, khi thi c«ng phÇn hÇm gi÷a th× ®¸y
vßm t¹m nµy cña hÇm ®Ønh l¹i ph¶i ph¸ ®i, chØ
gi÷ l¹i vßm hÇm, sau ®ã vßm hÇm ®Ønh ®îc
nèi víi thµnh hÇm cña phÇn gi÷a. V× thÕ nÕu
®¸y t¹m cµng dµy th× n¨ng lîng cÇn thiÕt ®Ó
ph¸ ®i l¹i cµng cao vµ cã thÓ ¶nh hëng xÊu
®Õn ®Þa tÇng xung quanh còng nh lµm t¨ng
®é lón mÆt ®Êt.
H×nh 3. C¸c c«ng ®o¹n thi c«ng hÇm NATM
H×nh 4. Sù cè sËp hÇm lo¹i 2
Nghiªn cøu t×m ®Æc trng tèi u
CÊu tróc n¬i chuyÓn tiÕp tõ thµnh hÇm vµo
®¸y hÇm vßm t¹m. Trªn h×nh 5 lµ ba lo¹i m«
h×nh dïng ®Ó nèi thµnh hÇm víi ®¸y hÇm vßm
t¹m víi 2 m« h×nh thêng ®îc ¸p dông vµ m«
h×nh thø ba ®îc kh¶o s¸t ®Æc biÖt ®Ó so s¸nh
qua nh÷ng phÐp tÝnh b»ng phÇn tö h÷u h¹n.
a) M« h×nh ch©n hÇm gãc nhän C-1: C¹nh
phÝa ngoµi cña ch©n hÇm nèi víi ®¸y hÇm t¹m
lµ mét gãc gÇn b»ng 90o, phÝa trong cã b¸n kÝnh
lµ 0,80m, bÒ dÇy líp bª t«ng phun lín nhÊt n¬i
giao tiÕp kho¶ng 0,7m, ®©y còng lµ m« h×nh
thêng ®îc ¸p dông (còng t¬ng øng víi lo¹i
ch©n hÇm níi réng ra ngoµi chu vi hÇm)
b) M« h×nh ch©n hÇm gãc nhän b¸n kÝnh lín
C-2: Ch©n hÇm phÝa ngoµi còng lµ mét gãc gÇn
b»ng 90o nhng phÝa trong cã b¸n kÝnh lín h¬n
lµ 1,50m, thêng ®îc chän khi biÕt tríc lùc Ðp
§Þa kü thuËt sè 4-2009 14
cña ®Êt trªn hÇm rÊt cao vµ nguy c¬ lón còng
nh sËp hÇm dÔ x¶y ra, trong ®iÒu kiÖn nh
vËy, m« h×nh ch©n hÇm dµy thêng ®îc chän.
§Æc biÖt, khi bÒ dµy ch©n hÇm lªn ®Õn gÇn
1,0m, t¨ng nhng sÏ g©y c¶n trë rÊt nhiÒu khi
ph¶i tiÕp tôc thi c«ng phÇn th©n hÇm, khi ®¸y
hÇm t¹m thêi nµy l¹i ph¶i ph¸ ®i.
c) M« h×nh ch©n hÇm cong C-3: §Æc ®iÓm lµ
c¶ trong lÉn ngoµi ch©n hÇm cã ®é cong víi
b¸n kÝnh kho¶ng 1,20m, ®Æc biÖt chó ý bÒ dµy
cña ch©n hÇm hÇu nh kh«ng thay ®æi, m« h×nh
nµy kh«ng ph¶i chØ cã u ®iÓm lín lµm t¨ng t¶i
träng vá hÇm ®¸ng kÓ mµ c¶ khi thi c«ng phÇn
hÇm gi÷a, khi ®¸y hÇm t¹m l¹i ph¶i ph¸ ®i. V×
bÒ dµy kh«ng ®¸ng kÓ nªn viÖc thi c«ng dÔ
dµng h¬n.
Mét m« h×nh ch©n hÇm còng hay ®îc sö
dông theo nh h×nh 6, khi t¶i träng cña ®Êt yÕu
th× ch©n hÇm ph¶i ®îc níi réng ®Ó gi¶m lón
sôt, ngêi ta còng cã thÓ lµm t¨ng diÖn tÝch
ch©n hÇm b»ng c¸ch níi réng ch©n hÇm ra phÝa
ngoµi. M« h×nh nµy cã ®Æc ®iÓm lµ ®êng träng
t©m tÜnh häc cña vá bª t«ng bÞ do·i ra vµ nh
thÕ ®é lón cña vá hÇm gi¶m kh«ng ®¸ng kÓ.
Thay ®æi chiÒu dµi cña hÖ thèng neo. Th«ng
thêng neo ®Êt ®îc thiÕt kÕ m¸y mãc, chiÒu
dµi neo ®îc ®Þnh nghÜa theo c¶m tÝnh vµ Ýt khi
®îc nghiªn cøu kü lìng. Neo ®Êt thêng ®îc
hiÓu lµ ®Ó gióp t¨ng sù kÕt nèi tù nhiªn líp ®Êt
xung quanh hÇm, ®iÒu nµy còng cÇn thiÕt v× khi
thi c«ng hÇm th× líp ®Êt trùc tiÕt xung quanh
hÇm bÞ ¶nh hëng Ýt nhiÒu do sù co Ðp còng
nh rung ®éng do næ m×n hay m¸y mãc thi
c«ng. Môc ®Ých cña viÖc nghiªn cøu díi ®©y
cho thÊy hiÖu qña cña neo khi ®îc ¸p dông
®óng n¬i, th× kh«ng nh÷ng ®é an toµn kh«ng
gi¶m mµ l¹i tiÕt kiÖm nguyªn vËt liÖu ®óng chç.
Theo h×nh 7, ba lo¹i neo cã chiÒu dµi thêng
®îc ¸p dông tõ 4 ®Õn 6m, nhng ®îc ph©n
bæ kh¸c nhau. M« h×nh ®îc kh¶o s¸t nh sau:
a) M« h×nh neo R-1: TÊt c¶ hÖ thèng neo cã
chiÒu dµi 4m.
b) M« h×nh neo R-2: TÊt c¶ hÖ thèng neo cã
chiÒu dµi 6m.
c) M« h×nh neo R-3: Neo cã chiÒu dµi hçn
hîp 4 vµ 6m, ®Æc biÖt neo 6m ®îc ®Æt ë vÞ trÝ 9
giê vµ 2 giê.
H×nh 5. M« h×nh ch©n hÇm
kh¶o s¸t níi réng vµo trong
H×nh 6. Ch©n hÇm níi
réng ra ngßai
H×nh 7. M« h×nh neo
M« h×nh líi ®Ó øng dông phÐp tÝnh b»ng
phÇn tö h÷u h¹n (FEM)
BÒ dÇy tõ ®Ønh hÇm ®Õn mÆt ®Êt. Th«ng
thêng bÒ dÇy cña ®Êt tõ ®Ønh hÇm ®Õn mÆt ®Êt
cho nh÷ng hÖ thèng Metro hay ®êng s¾t vµo
néi ®« lµ kho¶ng 15mÐt hay nhá h¬n. M¹ng líi
®Ó thùc hiÖn c¸c bµi tÝnh b»ng ph¬ng ph¸p
FEM xem h×nh 8
Th«ng sè ®Þa kü thuËt. Cho hÇm n«ng víi
®iÒu kiÖn ®Þa chÊt phøc t¹p, kh«ng ®ång nhÊt th×
§Þa kü thuËt sè 4-2009 15
th«ng sè ®Þa kü thuËt còng ë møc thÊp, nh÷ng
th«ng sè ®Þa kü thuËt tiªu biÓu cho nÒn ®Êt yÕu
®îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n (FEM) theo tiªu
chuÈn cña Mohr-Coulomb nh sau:
M« ®un ®µn håi: E = 30-50 Mpa
Gãc ma s¸t: 25o
Cêng ®é lùc dÝnh: c = 10kPa
KÕt qu¶ nghiªn cøu (FEM) cho c¸c m«
h×nh ch©n hÇm C-1 vµ C-3
So s¸nh vïng ®Êt bÞ nÐn biÕn ®æi qua tr¹ng
th¸i dÎo. H×nh 9 cho thÊy sù kh¸c biÖt vÒ t¸c
dông qua søc Ðp cña vá hÇm b»ng bª t«ng
phun vµo nÒn ®Êt xung quanh hÇm, ®Æc biÖt n¬i
nÒn ®Êt chÞu lùc nÐn cao h¬n t¶i träng cho phÐp
cña ®Êt biÕn ®æi tõ tr¹ng th¸i co gi·n ®µn håi
sang tr¹ng th¸i dÎo, ®ã lµ nh÷ng vïng ¶nh
hëng trùc tiÕp quanh chÇn hÇm hay vá hÇm
ë vÞ trÝ 9 giê. Trong hai n¬i nµy th× líp ®Êt díi
ch©n hÇm, do lùc nÐn tËp trung cao, nªn ¶nh
hëng còng nguy hiÓm h¬n. Tîng trng qua
kÕt qu¶ cña nh÷ng kh¶o s¸t b»ng FEM sö
dông m« h×nh C1 (ch©n hÇm gãc nhän) vµ m«
h×nh C-3 (ch©n hÇm cong). KÕt qña dÔ dµng
nhËn thÊy lµ ë m« h×nh C-1, lùc Ðp cña ch©n
hÇm lªn líp ®Êt phÝa díi tËp trung rÊt lín so
víi m« h×nh C-3 (h×nh 10). M« h×nh C-1 díi
lùc Ðp cña ch©n hÇm vïng ¶nh hëng vît
qu¸ t¶i träng cña ®Êt lín h¬n gÇn gÊp ®«i vµ
®Æc biÖt xuÊt hiÖn vïng biÓu hiÖn sù tËp trung
lùc nÐn cao ®é, vît xa giíi h¹n t¶i träng ®Êt
vµ bµi tÝnh FEM nhiÒu khi kh«ng ®¹t ®îc c©n
b»ng khi ch¹y hÖ sè interation tèi ®a. §iÒu
nµy chøng tá víi m« h×nh ch©n hÇm gãc nhän
C-1 trong m«i trêng ®Þa kü thuËt yÕu th× sù
cè lón sôt côc bé còng nh sù cè lµm sËp
hÇm ë d¹ng 2 h×nh 4 rÊt dÔ x¶y ra. Ngîc l¹i
víi ch©n hÇm cong m« h×nh C3 líp ®Êt xung
quanh ch©n hÇm díi cïng mét lùc Ðp nhng
®îc ph©n bæ ®Òu h¬n. Nguy c¬ cã thÓ x¶y ra
sù cè ®îc gi¶m ®i ®¸ng kÓ.
H×nh 8. M¹ng líi FEM H×nh 9. Vïng biÕn d¹ng
So s¸nh øng suÊt chÝnh. T¬ng tù nh trªn,
do hÇm cã h×nh d¹ng dÑt nªn t¸c dông do ¸p
lùc vá hÇm n¬i cã b¸n kÝnh cong nhá, vïng
xung quanh ch©n hÇm còng rÊt dÔ dµng nhËn
thÊy qua c¸c vïng ®¼ng trÞ øng suÊt. Ch©n hÇm
cong m« h×nh C3 cã lîi ®iÓm lµ øng suÊt chÝnh
®îc ph©n bæ ®ång ®Òu h¬n nªn øng suÊt chÝnh
tËp trung kh«ng vît qu¸ øng suÊt cho phÐp.
So s¸nh vïng ¶nh hëng cña lùc Ðp ®Êt cïng
mét hÖ sè th× m« h×nh ch©n hÇm C-1 víi ch©n
hÇm gãc nhän lín gÇn h¬n 2 lÇn so víi m« h×nh
C-3.
So s¸nh lùc c¾t cña vá bª t«ng phun. Nh
h×nh 11 vµ 12 tæng kÕt vÒ lùc c¾t cho m« h×nh
C-1 víi ch©n hÇm nhän xin xem kÕt qu¶ h×nh
bªn trªn cña h×nh 11 vµ kÕt qu¶ cho m« h×nh C-
3 lµ h×nh díi. KÕt qu¶ nµy cµng cho thÊy ®Æc
tÝnh u viÖt cña m« h×nh ch©n hÇm cong C-3
nh b¶ng so s¸nh ë h×nh 12.
Lùc c¾t cña vá bª t«ng n¬i cao nhÊt so s¸nh
§Þa kü thuËt sè 4-2009 16
trùc tiÕp theo m« h×nh lµ C-1/C-3 = 200/110,
t¨ng gÇn gÊp ®«i cho m« h×nh C-1, ®©y còng lµ
nguyªn nh©n t¹i sao ch©n hÇm thêng bÞ gÉy
khóc n¬i chuyÓn tiÕp tõ thµnh hÇm qua ®¸y
hÇm vßm t¹m, vµ còng lµ nguyªn nh©n g©y lón
côc bé vµ ¶nh hëng ®Õn an toµn cña toµn vá
hÇm bª t«ng.
So s¸nh m« men uèn cña vá bª t«ng phun
m« h×nh C-1/C-3 = 215/130, còng nhËn thÊy
t¨ng gÇn gÊp ®«i. KÕt qña cho thÊy m« h×nh
ch©n hÇm cong C-3, mÆc dï bÒ dµy chØ kho¶ng
30cm so víi bÒ dÇy 70cm cña m« h×nh C-1
nghÜa lµ chØ cÇn mét nöa sè thÐp cña C-1, hiÖu
qña ®¹t ®îc lµ gÇn nh nhau.
H×nh 10. Vïng ¸p xuÊt nÐn chÝnh H×nh11. So s¸nh lùc c¾t vá hÇm
So s¸nh øng suÊt cho phÐp cña vá hÇm bª
t«ng phun. Lîng s¾t thÐp cÇn thiÕt cho vá hÇm
NATM gi÷ vai trß quan träng trong khi thi c«ng.
Khi lîng s¾t thÐp cÇn thiÕt qu¸ nhiÒu hay qu¸
dµy, th× chÊt lîng cña bª t«ng phun bÞ gi¶m
xuèng v× m¾t líi thÐp dµy ®Æc sÏ g©y nhiÒu
khã kh¨n khi thi c«ng bª t«ng phun, bª t«ng
phun kh«ng ®¹t ®îc yªu cÇu cã ®é nÐn nhÊt
®Þnh v× nhiÒu kho¶ng kh«ng díi nh÷ng thanh
s¾t. NhiÖm vô cña kü s lµ lµm sao chän tiÕt
diÖn hÇm, tèi u ho¸ h×nh d¸ng vá hÇm ®Ó chØ
cÇn mét lîng s¾t nhÊt ®Þnh võa ®ñ, nhng vÉn
b¶o ®¶m ®îc hÖ sè an toµn cÇn thiÕt. Nh thÝ
dô trªn, lîng s¾t trung b×nh ®îc chän lµ
kho¶ng 2,95cm2/m2 cho mçi chiÒu, bÒ dµy bª
t«ng phun kh«ng nªn qu¸ 30cm. §êng cong
øng suÊt cho phÐp cho vá bª t«ng cã bÒ dµy
30cm vµ víi sè s¾t trªn ta cã thÓ vÏ ®îc biÓu ®å
®êng t¶i träng cho hÖ sè an toµn nµy víi hÖ sè
an toµn vÝ dô lµ 1,75 (hay cã thÓ thiÕt lËp theo hÖ
sè kh¸c tïy theo yªu cÇu vµ tiªu chuÈn). H×nh 13
cho thÊy lùc c¾t ngang cña vá bª t«ng theo m«
h×nh C-3 n»m trong ®êng øng suÊt cho phÐp,
nh thÕ ®¹t yªu cÇu, trong khi ®ã lùc c¾t ngang
cña vá bª t«ng theo m« h×nh C-1 n»m ngoµi, cã
nghÜa lµ ph¶i t¨ng hµm lîng thÐp. KÕt qña tæng
quan cho thÊy m« h×nh ch©n hÇm cong C-3 cã hÖ
sè an toµn tréi h¼n so víi m« h×nh ch©n hÇm
nhän, ngoµi ra hÖ sè rñi ro vÒ chÊt lîng cña bª
t«ng vá hÇm còng cao h¬n v× thùc hiÖn thi c«ng
phun bª t«ng dÔ dµng h¬n.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 17
H×nh12. B¶ng so s¸nh lùc c¾t ngang
H×nh13. §êng øng suÊt cho phÐp
M« h×nh ch©n hÇm NATM ®Ò xuÊt
H×nh 14 cho thÊy m« h×nh ch©n hÇm d¹ng C-1
vµ C-2 víi gãc nhän phÝa ngoµi vµ bÒ dµy bª t«ng
níi réng tõ 30cm ®Õn 70cm vµ 100cm vÉn cha
®¸p øng ®îc yªu cÇu cho nÒn ®Êt yÕu víi th«ng
sè kü thuËt thÊp, t¶i träng giíi h¹n. NhÊt lµ khi yªu
cÇu ®é lón sôt do thi c«ng hÇm l¹i rÊt nhá, nh
yªu cÇu cña c¸c dù ¸n Metro ®i qua c¸c trung
t©m thµnh phè, n¬i hÖ sè an toµn cña c«ng tr×nh
kh«ng cho phÐp bÊt kú sù cè nhá nµo. Víi nh÷ng
yªu cÇu nµy th× c¸c m« h×nh ch©n hÇm th«ng
dông gãc nhän C-1 vµ C-2 vÉn cha thÝch hîp.
Ch©n hÇm m« h×nh cong C-3 (h×nh 14) c¶ bªn
ngoµi vµ bªn trong, qua kÕt qu¶ nghiªn cøu,
chøng minh ®îc tÝnh u viÖt, u ®iÓm næi bËt vÒ
®é an toµn côc bé, rñi ro lón sôt thÊp do sù
ph©n bæ cña vá hÇm ®ång ®Òu. Ngoµi ra vÒ
mÆt kinh tÕ, hµm lîng s¾t vµ vá bª t«ng
phun ®îc tiÕt kiÖm tèi ®a nhng hÖ sè an
toµn kh«ng nh÷ng ®îc b¶o ®¶m mµ l¹i cßn
cao h¬n c¸c m« h×nh kh¸c. V× thi c«ng dÔ
dµng h¬n nªn chÊt lîng c«ng tr×nh còng cao
h¬n, nhÊt lµ khi ®¸y hÇm t¹m ph¶i ph¸ ®i ®Ó
thi c«ng phÇn hÇm gi÷a, kh«ng g©y ®é rung
chuyÓn nhiÒu, nh thÕ ®é ¶nh hëng lón sôt
còng thÊp h¬n. M« h×nh ch©n hÇm d¹ng C-3
®¹t ®îc tÝnh u viÖt næi bËt, ®îc ®Ò xuÊt cho
thiÕt kÕ c¸c hÇm theo ph¬ng ph¸p NATM
trong ®iÒu kiÖn nÒn ®Êt yÕu.
H×nh 14. M« h×nh ch©n hÇm ®Ò xuÊt
H×nh 15. B¶ng so s¸nh m« h×nh neo
KÕt qu¶ nghiªn cøu (FEM) cho c¸c m«
h×nh hÖ thèng neo
NhËn xÐt chung vÒ neo ®Êt. HÖ thèng neo
däc theo chu vi hÇm thêng cã kho¶ng c¸ch
tõ 1,5 ®Õn 2,0m. ChiÒu dµi th«ng thêng lµ 4
®Õn 6m. Neo cã nhiÒu lo¹i kh¸c nhau tïy theo
§Þa kü thuËt sè 4-2009 18
®iÒu kiÖn ®Þa chÊt, neo thêng ®îc sö dông
cho nÒn ®Êt yÕu nh ®Êt sÐt, hay ®¸ phong
ho¸. Lç khoan cã ®êng kÝnh kho¶ng 50-
60mm, thanh s¾t dïng lµm neo lµ s¾t x©y
dùng cã ®êng kÝnh th«ng thêng lµ 25mm.
Sau khi khoan, v÷a ®îc b¬m vµo lç khoan,
sau ®ã neo ®îc ®Èy vµo lç khoan, theo quy
tr×nh nµy neo ®îc bao bäc b¾ng líp v÷a,
sau khi kh« cøng sÏ liªn kÕt Ðp s¸t vµo líp
®Êt xung quanh, lùc ma s¸t víi líp ®Êt xung
quanh sÏ ®îc kÝch ho¹t ®Ó neo ®¹t ®îc t¶i
träng cÇn thiÕt. Th«ng thêng t¶i träng neo
®Êt tïy chiÒu dµi vµ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt
kh«ng vît qu¸ 150 kN.
T¸c dông th«ng thêng cña neo ®Êt lµ
t¨ng cêng t¶i träng cho líp ®Êt xung
quanh, nh thÕ còng t¨ng øng xuÊt t¶i träng
cöa ®Êt.
KÕt qña nghiªn cøu cña c¸c m« h×nh hÖ
thèng neo. Trªn h×nh 15, nh÷ng bµi tÝnh
b»ng FEM ®îc thùc hiÖn qua 4 m« h×nh
kh¸c nhau, m« h×nh khi vá bª t«ng kh«ng
dïng neo ®îc sö dông ®Ó so s¸nh víi m«
h×nh vá bª t«ng dïng neo nh m« h×nh R-
1,R-2 vµ R-3. M« men uèn ph¸t sinh ë ®iÓm
3 t¬ng øng vÞ trÝ 10 giê ®îc chän lµm ®iÓm
®Ó so s¸nh kÕt qu¶ nghiªn cøu.
NÕu lÊy m«men uèn ë vÞ trÝ sè 3 cho hÇm
khi kh«ng dïng neo lµm chuÈn vµ t¬ng øng
víi 100% th× m«men còng ë ®iÓm sè 3 nµy
cho m« h×nh R-1, hÖ thèng neo ng¾n (cã
chiÒu dµi 4m), gi¶m xuèng cßn 83%. Trong
khi ®ã m«men uèn tÝnh ®îc cho m« h×nh R-
2 víi hÖ thèng neo dµi 6m vµ R-3 cho hÖ
thèng neo kÕt hîp (ng¾n, dµi) th× chØ sè
gi¶m xuèng gÇn nh nhau ë kho¶ng 72%.
§iÓm ®¸ng chó ý lµ ë m« ë h×nh R-3, neo
trªn ®Ønh hÇm chØ cã chiÒu dµi 4 thay v× 6 m
nh m« h×nh R-2, nhng m«men ë ®iÓm 3
cã t¸c dông nh nhau. Nh thÕ, trªn lý
thuyÕt, chiÒu dµi cña neo trªn ®Ønh hÇm cã
thÓ ®îc tiÕt kiÖm b»ng c¸ch dïng neo ng¾n
h¬n (4m thay v× 6m) nhng t¸c dông vÉn
nh nhau.
M« h×nh hÖ thèng neo ®Ò xuÊt
M« h×nh neo hçn hîp R-3 (h×nh 16): sö
dông hÖ thèng neo kÕt hîp 4 vµ 6m lµ tèi
u, sö dông neo dµi ®óng chç, tËp trung
n¬i cÇn thiÕt ë vÞ trÝ 10giê vµ 2 giê, vµ tiÕt
kiÖm neo b»ng c¸ch sö dông neo ng¾n n¬i
Ýt t¸c dông h¬n nhng hiÖu qu¶ nh nhau
M« h×nh thÐp nèi ®Ò xuÊt cho thµnh
hÇm
Víi vá hÇm bª t«ng phun chç nèi tiÕp tõ
ch©n hÇm ®Ønh ®Õn thµnh cña phÇn hÇm
gi÷a hay ®¸y hÇm thêng lµ vÊn ®Ò lín.
Ph¬ng ph¸p thêng ®îc ¸p dông lµ bÎ
cong nh÷ng thanh s¾t ®îc dïng lµm thÐp
nèi theo híng vµo ®¸y t¹m hÇm ®Ønh, sau
khi thi c«ng phÇn hÇm gi÷a, nh÷ng thanh s¾t
nµy ®îc bÎ th¼ng l¹i vµ ®îc sö dông lµm
thÐp nèi cho thµnh hÇm phÇn gi÷a. Trªn
thùc tÕ, sau khi thi c«ng nh÷ng thanh s¾t
nµy bÞ h háng nÆng, hÇu nh mÊt hÕt t¸c
dông lµ thÐp nèi. Víi nh÷ng hÇm n«ng cña
c¸c hÖ thèng metro, n¬i lùc Ðp cña ®Êt rÊt
cao, t¶i träng cña vá bª t«ng phun cña hÇm
ph¶i ®îc b¶o ®¶m ®ång bé cho toµn vá
hÇm, nhÊt lµ c¸c chç nèi ph¶i b¶o ®¶m tuyÖt
®èi vÒ t¶i träng cña vá bª t«ng cèt thÐp. §Ó
®¹t ®îc yªu cÇu nµy m« h×nh tèi u ®Ò xuÊt
lµ sö dông nh÷ng tÊm thÐp ®· hµm chøa
s½n thÐp nèi, thÐp dïng ®Ó nèi ®îc bÎ
cong vµ Èn trong khung tÊm thÐp nh d¹ng
m¸ng sèi máng n»m ngîc, ®ùîc che chë
b¾ng styropor. Nh÷ng tÊm thÐp tiÒn chÕ nµy
bao gåm thÐp nèi ®îc ®Æt ë ch©n hÇm ®Ønh
nh h×nh 16. Lîi ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy
lµ thi c«ng phÇn hÇm gi÷a vµ ph¸ ®i ®¸y
hÇm t¹m dÔ dµng h¬n, thÐp nèi ®îc bÎ
th¼ng tõ trong bông cña nh÷ng tÊm thÐp nèi
tiÒn chÕ, t¹o ra mét mèi nèi hoµn chØnh,
b¶o ®¶m tuyÖt ®èi søc t¶i träng ®ång d¹ng
cña vá hÇm.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 19
H×nh16. M« h×nh ch©n hÇm vµ neo ®Ò xuÊt
III. KÕt luËn
§øng vÒ khÝa c¹nh c¬ häc ®Êt, m«i trêng
®Êt yÕu víi t¶i träng thÊp l¹i ®ßi hái ®é lón
nhá vµ ®é an tßan cao th× viÖc ¸p dông thi
c«ng hÇm theo ph¬ng ph¸p truyÒn thèng
NATM kh«ng thuËn lîi, nhiÒu khi kh«ng kh¶
thi. Trong ®iÒu kiÖn nµy, nguyªn t¾c c¬ b¶n
cña hÇm NATM ph¶i ®îc c¶i biªn cho thÝch
hîp, cÊu tróc cña hÇm ph¶i ®îc thiÕt kÕ sao
cho phï hîp, tr¸nh nh÷ng lùc nÐn tËp trung,
g©y lón sôt ch©n hÇm vµ cã thÓ dÉn ®Õn sËp
hÇm côc bé. §Ó cã thÓ n©ng cao hiÖu qña
cña hÇm ®µo dïng ph¬ng ph¸p truyÒn
thèng NATM, kh«ng nh÷ng dÔ dµng khi thi
c«ng mµ cßn b¶o ®¶m ®é an toµn cÇn thiÕt,
t¶i träng vá bª t«ng phun ®îc n©ng cao chØ
b»ng c¸ch ®iÒu chØnh hîp lý, chØnh söa m«
h×nh ch©n hÇm nhän thay b»ng m« h×nh ch©n
hÇm cong nh d¹ng C-3.. KÕt qña nghiªn
cøu trªn cho thÊy m« h×nh ch©n hÇm cong C-
3 ®¹t ®îc sù ph©n bæ øng suÊt tèi u, tr¸nh
®îc øng suÊt tËp trung vµo líp ®Êt xung
quanh, m« h×nh C-3 t¹o nªn mét cÊu tróc vá
bª t«ng bÒn v÷ng, l¹i tiÕt kiÖm ®îc nguyªn
vËt liÖu. Neo ®Êt ®îc tËn dông tèi ®a t¸c
dông, neo dµi tËp trung cho n¬i cÇn thiÕt vµ
cã hiÖu qu¶ cao. TÊm thÐp nèi lµm s½n bao
gåm s¾t nèi n»m song song víi hÇm, kh«ng
g©y c¶n trë khi thi c«ng vµ b¶o ®¶m tÝnh
®ång bé vÒ t¶i träng cña toµn vá bª t«ng
phun, tr¸nh ®îc chç yÕu n¬i c¸c mèi nèi.
Víi bµi b¸o nµy t¸c gi¶ hy väng ®a ra mét
sè ®Ò xuÊt gióp viÖc thi thiÕt kÕ vµ thi c«ng
hÇm n«ng dïng ph¬ng ph¸p thuyÒn thèng
NATM trong ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt yÕu, tháa m·n
®îc nh÷ng ®ßi hái vÒ ®é an toµn, gi¶m ®é
lón, thÝch hîp cho c¸c c«ng tr×nh cã nh÷ng
®ßi hái kü thuËt tuyÖt ®èi cao nh khi thùc
hiÖn x©y dùng c¸c hÖ thèng xe ®iÖn ngÇm
Metro.
Tµi liÖu tham kh¶o
1. C. Le Van: Publication: Elliniko Extension
of Athens METRO – Project Description,
Structuring and Implementation, publishing in
Geomechanik und Tunnelbau Magazine;
(Geomechnics and Tunneling) No. 3/June-
2008, ERNST&SOHN – Austria/Germany
2. C. Le Van: Presentation: Economical
Design of Shallow Tunnels with NATM; Civil
and Environment Engineering Conference; New
Frontiers and Challenges, 8-12, November
1999, Bangkok-Thailand
Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. Nghiªm H÷u H¹nh
THIÕT LËP T¦¥NG QUAN SøC CHèNG C¾T GI÷A
§Þa kü thuËt sè 4-2009 20
THÝ NGHIÖM BA TRôC CU Vµ CD CHO §ÊT SÐT YÕU
KHU VùC Thµnh Phè Hå ChÝ Minh
TrÇn Xu©n Thä*
Vâ Thanh Long**
Establishing correlation between shear strength of Consolidated -
Undrained Triaxial Test (CU) and Consolidated-Drained Triaxial Test
(CD) tested on the soft clay in the Ho Chi Minh City
Abstract: The main content of the paper is to introduce studies on
establishment the correlation between shear strength of consolidated -
undrained triaxial test (CU) and consolidated - drained triaxial test (CD)
conducted on the soft clay in the Ho Chi Minh City. As a result, this study
is to help the designers to estimate the shear strength c’, ’ of CD tests
based on the results of the CU tests and vice versa
1. §Æt vÊn ®Ò
Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ nÒn mãng th×
tham sè cêng ®é lùc dÝnh c vµ gãc ma s¸t
trong ®ãng vai trß quan träng ®Ó ®¸nh gi¸
søc chÞu t¶i cña ®Êt nÒn, kiÓm tra tÝnh æn
®Þnh, kiÓm tra ®iÒu kiÖn trît cña nÒn khi
chÞu t¶i träng cña c«ng tr×nh. Tïy vµo môc
®Ých x©y dùng cña tõng lo¹i c«ng tr×nh vµ
môc tiªu tÝnh to¸n theo c¸c giai ®o¹n kh¸c
nhau trong qu¸ tr×nh x©y dùng còng nh sö
dông c«ng tr×nh mµ ta sö dông th«ng sè cña
søc chèng c¾t c, theo c¸c s¬ ®å thÝ
nghiÖm kh¸c nhau ®Ó ®a vµo tÝnh to¸n. §Ó
tÝnh to¸n æn ®Þnh l©u dµi cho ®Êt nÒn cã cè
kÕt, ngêi ta sö dông th«ng sè c’, ’ tõ thÝ
nghiÖm ba trôc cè kÕt - tho¸t níc (CD).
Tuy nhiªn, v× thÝ nghiÖm ba trôc CD mÊt qu¸
nhiÒu thêi gian vµ tèn kÐm nªn ngêi thiÕt kÕ
thêng sö dông gi¸ trÞ c’, ’ tõ thÝ nghiÖm ba
trôc CU Ýt tèn thêi gian vµ Ýt tèn kÐm h¬n, ®iÒu
nµy dÉn ®Õn kÕt qu¶ tÝnh to¸n kh«ng chÝnh x¸c.
V× vËy, viÖc thiÕt lËp mèi t¬ng quan søc chèng
c¾t gi÷a thÝ nghiÖm ba trôc CU vµ thÝ nghiÖm ba
trôc CD lµ hÕt søc cÇn thiÕt.
2. Tæng quan vÒ søc chèng c¾t cña ®Êt
Søc chèng c¾t cña ®Êt ®îc ®Þnh nghÜa b»ng
gi¸ trÞ øng suÊt chèng c¾t tèi ®a hay giíi h¹n mµ
®Êt cã thÓ t¹o ra bªn trong khèi ®Êt tríc khi nã
bÞ trît. Coulomb lµ ngêi ®Çu tiªn ®a ra lý
thuyÕt vµ mét ph¬ng tr×nh ®¬n gi¶n liªn hÖ søc
chèng c¾t cña ®Êt víi øng suÊt ph¸p t¸c dông.
Khi kÕt hîp c«ng thøc chèng c¾t cña Coulomb
vµ vßng trßn øng suÊt Mohr ta ®îc ®Þnh luËt
søc chèng c¾t Mohr - Coulomb cho ®Êt nh
sau: Søc chèng c¾t cña ®Êt t¹i mét ®iÓm trªn
mét mÆt ph¼ng lµ mét hµm tuyÕn tÝnh theo øng
suÊt ph¸p tuyÕn trªn mÆt ®ã.
s = tg + c (1)
Terzaghi ®· chøng minh r»ng søc chèng c¾t
cña ®Êt phô thuéc vµo øng suÊt ph¸p h÷u hiÖu
chø kh«ng ph¶i lµ øng suÊt ph¸p tæng, v× chØ cã
phÇn øng suÊt ph¸p h÷u hiÖu míi ph¸t sinh ma
s¸t vµ c«ng thøc (1) ®îc viÕt l¹i díi d¹ng:
s = ’tg’ + c’ (2)
Lý thuyÕt Mohr – Coulomb ®· chøng tá sù phï
* Trêng §¹i häc B¸ch khoa Tp. HCM
286 Lý Thêng KiÖt, Q10 Tp. HCM
Email: [email protected]
** Trung t©m Nghiªn cøu C«ng nghÖ & ThiÕt bÞ
C«ng nghiÖp (RECTIE) - §HBK Tp.HCM
§Þa kü thuËt sè 4-2009 21
hîp rÊt tèt khi sö dông ®Ó ph©n tÝch c¸c sù trît ë
hiÖn trêng vµ trong phßng thÝ nghiÖm. Víi mét
lo¹i ®Êt ®· cho, c¸c th«ng sè cña søc chèng c¾t
cã hiÖu c’ vµ ’ cã gi¸ trÞ lµ h»ng sè, víi ®iÒu kiÖn
lµ hÖ sè rçng, dung träng vµ ¸p lùc níc lç rçng
lµ h»ng sè víi c¸c gi¸ trÞ øng suÊt ph¸p kh¸c
nhau.
3. C¬ së lý thuyÕt thÝ nghiÖm ba trôc CU vµ
CD
3.1 Kh¸i qu¸t vÒ thÝ nghiÖm nÐn ba trôc
Nguyªn t¾c cña thÝ nghiÖm nÐn ba trôc lµ x¸c
®Þnh cêng ®é chèng c¾t cña ®Êt khi bÞ t¸c ®éng
bëi mét ¸p lùc h«ng kh«ng ®æi vµ mét t¶i träng
däc trôc ®îc khèng chÕ theo biÕn d¹ng. ThÝ
nghiÖm thêng ®îc tiÕn hµnh trªn mét tËp hîp
mÉu thÝ nghiÖm t¬ng tù, chÞu nh÷ng ¸p lùc h«ng
kh¸c nhau.
3.2 ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm nÐn ba trôc
ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm nÐn ba trôc (h×nh 1) cã
nhiÒu h×nh d¹ng kh¸c nhau, nh×n chung nã lµ mét
thiÕt bÞ gåm nhiÒu bé phËn hîp thµnh, cã kh¶
n¨ng ®o ®¹c c¸c th«ng sè ®Æc trng phôc vô cho
qu¸ tr×nh tÝnh to¸n x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè søc
chèng c¾t tho¸t vµ kh«ng tho¸t níc cña mÉu
®Êt.
3.3 ThÝ nghiÖm nÐn ba trôc CU
Môc ®Ých. Ph¬ng ph¸p nµy ®îc sö dông
nh»m c¸c môc ®Ých chÝnh nh sau:
- X¸c ®Þnh søc chèng c¾t vµ mèi quan hÖ øng
suÊt - biÕn d¹ng cña mÉu ®Êt h×nh trô trßn cho
mÉu ®Êt b·o hßa. MÉu ®Êt ®îc cè kÕt ®¼ng
híng vµ ®îc c¾t kh«ng tho¸t níc víi tèc ®é
biÕn d¹ng däc trôc lµ h»ng sè.
- Cung cÊp c¸c th«ng sè phôc vô cho qu¸ tr×nh
tÝnh to¸n cña øng suÊt tæng vµ øng suÊt h÷u hiÖu
th«ng qua sù ®o ®¹c lùc nÐn däc trôc, biÕn d¹ng
däc trôc vµ ¸p lùc níc lç rçng.
- Cung cÊp d÷ hiÖu h÷u Ých trong viÖc x¸c ®Þnh
c¸c thuéc tÝnh vÒ cêng ®é vµ biÕn d¹ng cña ®Êt
dÝnh th«ng qua ®êng bao øng suÊt Mohr vµ m«
®un biÕn d¹ng. Ba mÉu ®Êt ®îc thÝ nghiÖm víi
ba cÊp ¸p lùc buång kh¸c nhau ®Ó x¸c ®Þnh
®êng bao søc chèng c¾t Mohr – Coulomb.
- C¸c ®Æc tÝnh søc chèng c¾t theo ph¬ng
ph¸p nµy ®îc ®o ®¹c díi ®iÒu kiÖn cè kÕt
kh«ng tho¸t níc cã ®o ¸p lùc níc lç rçng vµ cã
thÓ ®îc øng dông vµo ®Êt nÒn thùc tÕ, n¬i mµ
kh«ng x¶y ra hoÆc cã x¶y ra sù tho¸t níc trong
®Êt nÒn díi mét ¸p lùc ngoµi nhÊt ®Þnh t¸c ®éng
vµo ®Êt nÒn.
H×nh 1. ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm nÐn ba trôc
C¸ch tiÕn hµnh. Trong thÝ nghiÖm ba trôc cè
kÕt - kh«ng tho¸t níc (CU), tr×nh tù tiÕn hµnh
®îc thùc hiÖn theo c¸c bíc nh sau:
- ChÕ t¹o mÉu vµ l¾p mÉu vµo buång nÐn:
mÉu trô sau khi ®îc t¹o xong, ®em c©n x¸c ®Þnh
khèi lîng, ®o l¹i kÝch thíc mÉu b»ng thíc kÑp,
sau ®ã ®Æt giÊy thÊm trªn díi vµ xung quanh
mÉu nh»m t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho qu¸ tr×nh
tho¸t níc tõ mÉu trong lóc mÉu cè kÕt ®¼ng
híng. Sau ®ã mÉu ®îc bäc kÝn trong mµng cao
su máng, ®Æt ®¸ thÊm trªn vµ díi mÉu, l¾p ®Æt
mÉu vµo trong buång nÐn, ®iÒu chØnh mÉu ®óng
t©m buång nÐn, sau ®ã b¬m níc vµo buång nÐn,
®iÒu chØnh piston tiÕp xóc víi ®Çu trªn cña mÉu.
- B·o hßa mÉu: Môc ®Ých cña viÖc b·o hßa
mÉu lµ lµm tÊt c¶ c¸c lç rçng trong mÉu ®Êt chøa
®Çy níc. Sau khi buång ®îc b¬m ®Çy níc,
tiÕn hµnh t¨ng ¸p lùc buång lªn 1 cÊp ®Çu tiªn
(th«ng thêng kho¶ng 20kPa), tiÕn hµnh t¹o ¸p
lùc ngîc vµo mÉu. Sù kh¸c nhau gi÷a ¸p lùc
buång vµ ¸p lùc ngîc (chªnh lÖch ¸p lùc) trong
§Þa kü thuËt sè 4-2009 22
kho¶ng tõ 10kPa ®Õn 30kPa tïy lo¹i ®Êt. §Ó mét
thêi gian cho mÉu b·o hßa hoµn toµn. MÉu ®Êt
®îc xem lµ b·o hßa khi th«ng sè ¸p lùc níc lç
rçng B 95%.
B = 3
u (3)
u: Sù gia t¨ng ¸p lùc níc lç rçng;
3: Sù gia t¨ng ¸p lùc ®¼ng híng.
NÕu B<95% ph¶i tiÕn hµnh tiÕp tôc cho mÉu
b·o hßa b»ng c¸ch t¨ng lu©n phiªn tõng cÊp ¸p
lùc buång vµ ¸p lùc ngîc cho ®Õn khi nµo mÉu
tháa ®iÒu kiÖn b·o hßa míi tiÕn hµnh cho mÉu cè
kÕt tho¸t níc.
- Cè kÕt tho¸t níc: MÉu sau khi ®îc b·o
hßa, tiÕn hµnh t¨ng ¸p lùc buång nÐn ®Ó t¹o ¸p
suÊt ®¼ng híng c, ¸p lùc níc lç rçng trong
mÉu ®Êt sÏ gia t¨ng lªn mét lîng b»ng víi sù gia
t¨ng c nÕu mÉu ®Êt b·o hßa níc hoµn toµn.
Gi÷ yªn ¸p lùc trong buång nÐn vµ më van tho¸t
níc tõ trong mÉu, ghi nhËn thÓ tÝch níc tho¸t ra
theo thêi gian trong qu¸ tr×nh mÉu cè kÕt tho¸t
níc. §Õn lóc ¸p lùc níc lç rçng thÆng d bªn
trong mÉu ®Êt tiªu t¸n hÕt (cã cè kÕt), lóc nµy øng
suÊt h÷u hiÖu trong mÉu ®Êt theo mäi ph¬ng
nh nhau vµ b»ng víi ¸p lùc buång nÐn ’1 = ’2 =
’3 = c .
- Gia t¶i däc trôc: Sau khi mÉu ®îc cè kÕt
hoµn toµn, tiÕp tôc gi÷ yªn ¸p lùc buång nÐn,
khãa van tho¸t níc tøc lµ thÓ tÝch mÉu ®Êt b·o
hßa níc kh«ng ®æi thÓ tÝch trong qu¸ tr×nh gia t¶i
däc trôc, gia t¨ng øng suÊt th¼ng ®øng 1 cho ®Õn
lóc mÉu ®Êt bÞ ph¸ ho¹i trît. Trong qu¸ tr×nh gia
t¶i, ®o ®¹c gi¸ trÞ gia t¶i däc trôc tõng cÊp t¬ng
øng víi biÕn d¹ng däc trôc vµ ¸p lùc níc lç rçng
u trong suèt qu¸ tr×nh t¨ng t¶i. VËn tèc nÐn t¬ng
øng víi tèc ®é biÕn d¹ng kho¶ng 1%/phót ®èi víi
®Êt cã tÝnh dÎo cao vµ kho¶ng 0.3%/phót ®èi víi
®Êt cã tÝnh dÎo thÊp.
ThÝ nghiÖm ®îc tiÕn hµnh Ýt nhÊt ba lÇn trªn
ba mÉu ®Êt víi ba gi¸ trÞ ¸p lùc buång nÐn kh¸c
nhau. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®îc vÏ trªn hÖ trôc täa
®é, trôc tung lµ øng suÊt tiÒp vµ trôc hoµnh võa
diÔn t¶ øng suÊt ph¸p tæng võa diÔn t¶ øng suÊt
ph¸p h÷u hiÖu ’.
TÝnh to¸n kÕt qu¶
- C¸c th«ng sè cña mÉu ®Êt sau khi cè kÕt
®¼ng híng:
ChiÒu cao cña mÉu:
Hc = H0 - H (4)
H0 - chiÒu cao ban ®Çu cña mÉu (tríc khi cè
kÕt);
H - sù thay ®æi chiÒu cao cña mÉu trong
suèt qu¸ tr×nh cè kÕt.
TiÕt diÖn ngang cña mÉu:
Ac = C
csat
H
VVV 0 (5)
V0 - thÓ tÝch ban ®Çu cña mÉu;
Vc - sù thay ®æi thÓ tÝch cña mÉu trong suèt
qu¸ tr×nh cè kÕt, b»ng thÓ tÝch níc tho¸t ra tõ
mÉu trong suèt qu¸ tr×nh cè kÕt;
Vsat - sù thay ®æi thÓ tÝch cña mÉu trong suèt
qu¸ tr×nh b·o hßa mÉu ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng
thøc:
Vsat = 0
03H
HV s
(6)
Hs - sù thay ®æi chiÒu cao cña mÉu trong
suèt qu¸ tr×nh b·o hßa mÉu.
- BiÕn d¹ng däc trôc 1 theo qu¸ tr×nh gia
t¨ng øng suÊt lÖch:
1 = H/Hc (7)
H - sù thay ®æi chiÒu cao cña mÉu theo qu¸
tr×nh gia t¨ng øng suÊt lÖch.
- TiÕt diÖn ngang cña mÉu theo qu¸ tr×nh gia
t¨ng øng suÊt lÖch:
A = Ac/(1 - 1) (8)
- øng suÊt lÖch q, øng suÊt chÝnh cã hiÖu nhá
nhÊt ’3 vµ lín nhÊta’1:
q = 1 - 3 = ’1 - ’3 = 1 (9)
’3 = 3 - u (10)
’1 = 1 - u (11)
§Þa kü thuËt sè 4-2009 23
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
125.0
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
Ứng suất ,' (kN/m2)
Ứn
g s
uất
cắt
(
kN
/m2)
H×nh 2. BiÓu ®å vßng trßn Mohr øng suÊt
Trong ®ã:
- vßng trßn Mohr øng suÊt tæng;
- vßng trßn Mohr øng suÊt cã hiÖu.
- VÏ c¸c vßng trßn Mohr øng suÊt ®Ó x¸c
®Þnh c, vµ c’, ’ nh h×nh 2.
0.0
13.0
26.0
39.0
52.0
65.0
78.0
91.0
104.0
117.0
130.0
0 3 5 8 11 14 16 19 22
``
`
Ứn
g s
uấ
t lệ
ch
q (k
N/m
2)
Biến dạng (%)
H×nh 3. BiÓu ®å quan hÖ q vµ
Ba ®êng a, b, c øng víi 3 cÊp lùc buång
c1, c3 vµ c3. Víi c1 < c2 < c3.
C¸c mÉu ®Êt ®îc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm víi
c¸c cÊp ¸p lùc buång kh¸c nhau, ngêi ta x©y
dùng ®îc c¸c vßng trßn Mohr øng suÊt t¹i
thêi ®iÓm mÉu bÞ trît cã t©m lµ (1+3)/2 vµ
b¸n kÝnh lµ (1-3)/2 trªn mÆt ph¼ng täa ®é (,
). §êng th¼ng tiÕp tuyÕn chung c¸c vßng
trßn øng suÊt Mohr lµ ®êng bao søc chèng
c¾t Mohr - Coulomb, ®êng th¼ng nµy c¾t trôc
tung t¹i gi¸ trÞ c vµ hîp víi trôc hoµnh mét
gãc . Trong ®ã c, lµ cêng ®é lùc dÝnh vµ
gãc ma s¸t trong cña ®Êt. NÕu c¸c vßng trßn
Mohr ®îc vÏ theo øng suÊt cã hiÖu th× ta cã
®îc gi¸ trÞ cêng ®é lùc dÝnh cã hiÖu c’ vµ
gãc ma s¸t trong cã hiÖu ’ cña ®Êt.
Trong bµi b¸o nµy chØ tËp trung nghiªn cøu
trªn ®Êt sÐt yÕu tr¹ng th¸i tõ dÎo mÒm ®Õn
ch¶y, ®èi víi ®Êt sÐt yÕu cè kÕt thêng th× gãc
gi·n në 0 nªn thêi ®iÓm mÉu bÞ trît còng
chÝnh lµ thêi ®iÓm q = (1-3) ®¹t gi¸ trÞ max.
3.4 ThÝ nghiÖm ba trôc CD
Trong thÝ nghiÖm ba trôc cè kÕt - tho¸t níc
(CD), c¸ch tiÕn hµnh còng gièng nh thÝ nghiÖm
ba trôc cè kÕt - kh«ng tho¸t níc (CU), chØ kh¸c
lµ trong suèt qu¸ tr×nh c¾t (gia t¨ng øng suÊt
lÖch) van tho¸t níc tõ mÉu ®Êt lu«n ®îc më
vµ vËn tèc c¾t ®ñ chËm ®Ó níc lç rçng trong
mÉu ®îc tho¸t ra hoµn toµn, tøc lµ gia t¨ng
thËt chËm øng suÊt th¼ng ®øng 1 ®Ó kh«ng cã
sù xuÊt hiÖn cña ¸p lùc níc lç rçng trong suèt
qu¸ tr×nh c¾t. §iÒu nµy cã nghÜa lµ mäi sù gia
t¨ng ¸p lùc th¼ng ®øng ®Òu ®îc truyÒn lªn h¹t
®Êt vµ th«ng sè søc chèng c¾t lµ c¸c gi¸ trÞ cã
hiÖu. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®îc vÏ trªn hÖ trôc
täa ®é (, ’), trôc tung lµ øng suÊt tiÕp vµ trôc
hoµnh lµ øng suÊt ph¸p h÷u hiÖu ’ (H×nh 4).
TÝnh to¸n kÕt qu¶ thÝ nghiÖm còng t¬ng tù nh
thÝ nghiÖm ba trôc CU.
ÖÙng suaát ' (kN/m2
)
(k
N/m
2
)Ö
Ùng
su
aát c
aét
,
0.0
67.0
134.0
201.0
268.0
335.0
0 67 134 201 268 335 402 469 536 603 670
Hình 4: Biểu đồ các vòng tròn Mohr ứng suất
a
b
c
.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 24
4. Thùc hiÖn thÝ nghiÖm ba trôc CU vµ CD
Môc ®Ých lµ so s¸nh vµ thiÕt lËp sù t¬ng
quan søc chèng c¾t c’, ’ gi÷a kÕt qu¶ thÝ
nghiÖm ba trôc CU vµ CD. Mçi cÆp gi¸ trÞ c’,
’ theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ba trôc CU vµ CD
ph¶i ®îc x¸c ®Þnh trªn mét mÉu ®Êt cã cïng
c¸c ®Æc trng c¬ lý. ë ®©y, lo¹i ®Êt dÝnh
nguyªn tr¹ng cã tr¹ng th¸i tõ dÎo mÒm ®Õn
ch¶y ®îc lÊy trong khu vùc Tp. Hå ChÝ Minh
t¹i nhiÒu ®é s©u kh¸c nhau ®· ®îc chän ®Ó
tiÕn hµnh thÝ nghiÖm ba trôc. Mçi mÉu ®Êt
nguyªn tr¹ng sau khi ®îc khoan lÊy mÉu
b»ng èng thµnh máng chiÒu dµi 1.0m, ®êng
kÝnh 75mm ®em vÒ phßng thÝ nghiÖm vµ ®îc
gi÷ Èm ®Ó ®¶m b¶o tÝnh nguyªn tr¹ng trong
suèt thêi gian thÝ nghiÖm. §Êt trong mçi èng
mÉu ®îc kÝch ra, mét phÇn ®îc tiÕn hµnh
thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu vËt lý th«ng
thêng, mét phÇn lín ®îc tiÕn hµnh ®ång
thêi thÝ nghiÖm ba trôc CU vµ CD.
4.1 ThÝ nghiÖm ba trôc CU
ThÝ nghiÖm ba trôc CU ®îc tiÕn hµnh theo
tiªu chuÈn ASTM D4767-95.
B·o hßa mÉu: ThÝ nghiÖm ba trôc CU ®îc
tiÕn hµnh trªn mÉu ®Êt nguyªn tr¹ng h×nh trô
trßn cã chiÒu cao h = 8.0cm, ®êng kÝnh d =
3.91cm, ®Æt giÊy thÊm trªn, díi vµ xung quanh
mÉu, mÉu ®îc bäc kÝn trong mµng cao su
máng, ®Æt ®¸ thÊm trªn vµ díi mÉu sau ®ã l¾p
mÉu vµo buång nÐn. Khãa van tho¸t níc tõ
mÉu, gia t¨ng ¸p lùc buång 1 cÊp ®Çu tiªn
kho¶ng 20kPa, ®Ó mét thêi gian kho¶ng 15
phót, ghi nhËn ¸p lùc níc lç rçng. TiÕp tôc
t¨ng ¸p lùc buång lªn 30kPa, ghi nhËn sù gia
t¨ng ¸p lùc níc lç rçng. MÉu ®îc xem lµ b·o
hßa nÕu B95% (B=u/3). NÕu B<95% th×
ph¶i b·o hßa mÉu b»ng c¸ch t¹o ¸p lùc ngîc
vµo trong mÉu. Chó ý lµ ¸p lùc ngîc ph¶i lín
h¬n ¸p lùc níc lç rçng vµ bÐ h¬n ¸p lùc
buång. T¨ng lu©n phiªn ¸p lùc buång vµ ¸p lùc
ngîc ®Õn khi B95% th× tiÕn hµnh cè kÕt ®¼ng
híng. HÇu hÕt ®èi víi ®Êt bïn sÐt, tr¹ng th¸i
ch¶y B>95%.
Cè kÕt ®¼ng híng: MÉu sau khi ®îc b·o
hßa, t¨ng ¸p lùc buång lªn cÊp ¸p lùc c¾t ®Çu
tiªn ’3 ®· dù tÝnh tríc (¸p lùc c¾t = ¸p lùc
buång - ¸p lùc ngîc). Më van tho¸t níc tõ
mÉu, ghi nhËn thÓ tÝch níc tho¸t ra tõ mÉu
theo thêi gian. §Õn khi ¸p lùc níc lç rçng
thÆng d trong mÉu tiªu t¸n hÕt míi tiÕn hµnh
gia t¶i däc trôc.
Gia t¶i däc trôc: Sau khi mÉu cè kÕt hoµn
toµn, gi÷ nguyªn ¸p lùc buång, khãa van tho¸t
níc tõ trong mÉu, tiÕn hµnh gia t¶i däc trôc víi
tèc ®é nÐn kh«ng ®æi 0.06mm/phót ®Õn khi mÉu
bÞ ph¸ ho¹i trît. Trong qu¸ tr×nh gia t¶i, ghi
nhËn tõng cÊp gi¸ trÞ biÕn d¹ng däc trôc øng víi
gi¸ trÞ t¶i däc trôc vµ ¸p lùc níc lç rçng thÆng
d. Mét thÝ nghiÖm ba trôc CU trªn 3 mÉu ®Êt
sÐt yÕu tr¹ng th¸i dÎo mÒm ®Õn ch¶y thùc hiÖn
kho¶ng 6 7 ngµy.
4.2 ThÝ nghiÖm ba trôc CD
ThÝ nghiÖm ba trôc CD ®îc tiÕn hµnh theo
tiªu chuÈn BS 1377-90. Tr×nh tù tiÕn hµnh thÝ
nghiÖm còng nh chÕ t¹o mÉu, l¾p mÉu vµo
buång nÐn, b·o hßa mÉu vµ cè kÕt ®¼ng híng
®îc tiÕn hµnh gièng nh thÝ nghiÖm ba trôc
CU. ChØ kh¸c lµ trong suèt qu¸ tr×nh c¾t, van
tho¸t níc lu«n ®îc më vµ vËn tèc c¾t ®ñ
chËm (trong thÝ nghiÖm nµy nhãm t¸c gi¶ ®·
chän vËn tèc c¾t lµ 0,0024mm/phót) ®Ó kh«ng
cã sù hiÖn diÖn cña ¸p lùc níc lç rçng thÆng
d trong mÉu. Mét thÝ nghiÖm ba trôc CD trªn 3
mÉu ®Êt sÐt yÕu tr¹ng th¸i dÎo mÒm ®Õn ch¶y
thùc hiÖn kho¶ng 18 21 ngµy.
ThÝ nghiÖm ba trôc CU vµ CD ®îc tiÕn hµnh
3 lÇn trªn 3 mÉu ®Êt øng víi 3 gi¸ trÞ ¸p lùc c¾t
lµ 30kPa, 60kPa vµ 120kPa ®èi víi mÉu ®Êt
tr¹ng th¸i ch¶y vµ dÎo ch¶y; 50kPa, 100kPa vµ
200kPa ®èi víi mÉu ®Êt tr¹ng th¸i dÎo mÒm. KÕt
qu¶ th«ng sè søc chèng c¾t cã hiÖu c’, ’ ®îc
xem xÐt, ph©n tÝch vµ so s¸nh ®Ó thiÕt lËp mèi
t¬ng quan søc chèng c¾t gi÷a thÝ nghiÖm ba
trôc CU vµ CD.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 25
B¶ng 1. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c¸c chØ tiªu vËt lý cña 16 mÉu ®Êt thÝ nghiÖm
Ký
hiÖu
mÉu
§é Èm
Dung
träng tù
nhiªn
Dung
träng
b·o hßa
§é
b·o
hßa
HÖ sè
rçng
Tû
träng
Giíi
h¹n
ch¶y
Giíi
h¹n
dÎo
ChØ
sè
dÎo
§é sÖt
W sat Sr eo Gs WL WP IP IL
(%) (kN/m3) (kN/m3) % - - % % % -
M01 89.52 14.5 14.7 98.1 2.364 2.59 75.2 38.0 37.2 1.38
M02 99.08 14.3 14.4 99.0 2.611 2.60 93.4 53.6 39.8 1.14
M03 82.59 14.9 15.1 98.4 2.207 2.63 77.4 38.5 38.9 1.13
M04 72.69 15.5 15.6 99.5 1.922 2.63 70.2 37.8 32.4 1.08
M05 92.55 14.7 14.7 98.9 2.461 2.63 83.5 45.3 38.2 1.24
M06 77.18 15.2 15.3 99.2 2.023 2.60 73.5 40.5 33.0 1.11
M07 111.16 14.0 14.0 99.0 2.909 2.58 95.5 54.0 41.5 1.38
M08 95.74 14.3 14.5 97.5 2.534 2.58 79.5 40.5 39.0 1.42
M09 31.52 17.5 18.4 82.0 1.045 2.72 40.3 20.5 19.8 0.56
M10 33.20 18.9 19.0 98.2 0.923 2.73 43.3 21.5 21.8 0.54
M11 25.12 19.0 19.6 86.9 0.783 2.71 30.4 17.3 13.1 0.60
M12 85.39 15.0 15.0 99.8 2.259 2.64 70.5 37.1 33.4 1.45
M13 94.35 14.6 14.6 99.4 2.467 2.60 83.4 43.7 39.8 1.28
M14 88.52 14.5 14.7 96.8 2.377 2.60 82.1 36.9 45.2 1.14
M15 101.59 14.4 14.4 99.4 2.648 2.59 93.5 52.3 41.2 1.20
M16 27.21 19.6 19.8 96.1 0.773 2.73 36.9 15.8 21.1 0.54
B¶ng 2. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ba trôc CU vµ CD cña 16 mÉu ®Êt
TT §é Èm
W (%)
TN 3 trôc CU TN 3 trôc CD
M« t¶ c'CU
(kN/m2) 'CU
c'CD
(kN/m2) 'CD
M01 89.52 12.3 22°17' 8.3 25°50' Bôi h÷u c¬, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M02 99.08 10.8 19°09' 7.5 22°07' Bïn sÐt, x¸m ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M03 82.59 8.2 24°05' 6.7 27°23' Bôi h÷u c¬, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M04 72.69 12.7 18°53' 8.8 21°15' Bïn sÐt, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M05 92.55 10.6 21°03' 7.7 24°28' Bôi h÷u c¬, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M06 77.18 12.4 20°16' 8.5 22°53' Bïn sÐt, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
§Þa kü thuËt sè 4-2009 26
TT §é Èm
W (%)
TN 3 trôc CU TN 3 trôc CD
M« t¶ c'CU
(kN/m2) 'CU
c'CD
(kN/m2) 'CD
M07 111.16 12.0 17°23' 7.5 20°23' Bïn sÐt, x¸m ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M08 95.74 17.2 21°47' 12.9 25°01' Bïn sÐt, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M09 31.52 17.8 26°53' 15.5 28°02' SÐt, x¸m tr¾ng, tr¹ng th¸i dÎo mÒm
M10 33.2 15.3 22°22' 13.2 23°40' SÐt, x¸m xanh-n©u vµng, tr¹ng th¸i dÎo mÒm
M11 25.12 11.3 26°47' 9.7 28°02' SÐt pha, x¸m tr¾ng, tr¹ng th¸i dÎo mÒm
M12 85.39 15.2 22°11' 9.7 25°53' Bïn sÐt, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M13 94.35 12.0 25°18' 12.2 25°35' Bïn sÐt, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M14 88.52 12.6 20°15' 8.2 23°30' Bïn sÐt, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M15 101.59 11.1 19°35' 8.0 23°02' Bïn sÐt, x¸m xanh ®en, tr¹ng th¸i ch¶y
M16 27.21 17.9 25°22' 15.1 27°09' SÐt pha, x¸m tr¾ng-n©u, tr¹ng th¸i dÎo mÒm
5. ThiÕt lËp t¬ng quan søc chèng c¾t
gi÷a thÝ nghiÖm ba trôc CU vµ CD
MÉu M13 cã ’CU < ’CD vµ c’CU < c’CD. KÕt
qu¶ thÝ nghiÖm trªn mÉu M13 cho kÕt qu¶
ngîc l¹i so víi 15 mÉu cßn l¹i nªn mÉu M13
bÞ lo¹i ra khái tËp hîp thèng kª. BiÓu ®å
quan hÖ søc chèng c¾t cã hiÖu (’CU vµ ’CD;
c’CU vµ c’CD) theo ®é Èm cña 15 mÉu ®Êt (h×nh
5 vµ h×nh 6) cho thÊy: Hai ®êng cong quan
hÖ (’CU vµ ’CD; c’CU vµ c’CD) theo ®é Èm cña
c¸c mÉu ®Êt gÇn nh song song, hay nãi
c¸ch kh¸c, quan hÖ gi÷a c¸c th«ng sè søc
chèng c¾t cã hiÖu tõ thÝ nghiÖm ba trôc CU
vµ CD lµ mét hµm tuyÕn tÝnh theo ®é Èm cña
®Êt.
14
16
18
20
22
24
26
28
30
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
W (%)
(
độ
)
Phi CU
Phi CD
H×nh 5. BiÓu ®å quan hÖ gi÷a ’CU vµ ’CD
§Þa kü thuËt sè 4-2009 27
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
W (%)
c (
kN
/m2)
Ccu
Ccd
H×nh 6. BiÓu ®å quan hÖ gi÷a c’CU vµ c’CD
Víi nh÷ng mÉu ®Êt cã ®é Èm cµng lín th×
kho¶ng c¸ch gi÷a c’CU vµ c’CD, ’CU vµ ’CD cµng
xa nhau vµ ngîc l¹i; Tøc lµ ®Êt cã ®é Èm cµng
lín th× th«ng sè søc chèng c¾t gi÷a hai s¬ ®å thÝ
nghiÖm CU vµ CD chªnh lÖch nhau cµng nhiÒu,
®é Èm cµng bÐ th× th«ng sè søc chèng c¾t gi÷a
thÝ nghiÖm CU vµ CD cµng gièng nhau. §iÒu
nµy chøng tá søc chèng c¾t cña ®Êt nÒn ®· cè
kÕt khi lµm viÖc theo s¬ ®å kh«ng tho¸t níc vµ
cã tho¸t níc lµ kh¸c nhau. Khi ¸p lùc níc lç
rçng trong ®Êt nÒn b»ng kh«ng díi t¸c dông
cña t¶i träng c«ng tr×nh (s¬ ®å CD), c¸c h¹t ®Êt
s¾p xÕp l¹i chÆt chÏ h¬n, møc ®é gµi mãc lÉn
nhau gi÷a c¸c h¹t ®Êt cao h¬n nªn gãc ma s¸t
trong lín h¬n vµ lùc b¸m dÝnh do c¸c mµng
níc xung quanh h¹t gi¶m nªn lùc dÝnh gi¶m.
Khi ®é Èm cña ®Êt nÒn gi¶m tíi møc nhá nhÊt
th× søc chèng c¾t cña ®Êt theo hai s¬ ®å CU vµ
CD lµ nh nhau v× c¶ hai s¬ ®å ®Òu kh«ng cã sù
hiÖn diÖn cña ¸p lùc níc lç rçng. §iÒu ®ã còng
chøng tá khi ®Êt nÒn cã ®é Èm cµng cao th× sù
chªnh lÖch th«ng sè søc chèng c¾t gi÷a s¬ ®å
CU vµ CD cµng nhiÒu vµ ngîc l¹i.
Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ba trôc CU vµ CD
(b¶ng 2) sau khi lo¹i bá mÉu M13, phÇn mÒm
thèng kª håi quy EView 4.0 vµ SPSS 16.0 ®îc
sö dông ®Ó xem xÐt mèi t¬ng quan gi÷a c¸c
th«ng sè søc chèng c¾t theo hai s¬ ®å CU vµ
CD víi nhau vµ víi ®é Èm cña ®Êt th«ng qua
ma trËn hÖ sè t¬ng quan; còng víi EView 4.0
vµ SPSS 16.0 ®îc sö dông ®Ó xem xÐt c¸c
hµm håi quy theo ph¬ng ph¸p b×nh ph¬ng
cùc tiÓu (h×nh 7, 8, 9 vµ 10) ®Ó t×m hµm sè
t¬ng quan søc chèng c¾t gi÷a thÝ nghiÖm 3
trôc CU vµ CD, kÕt qu¶ nh trong b¶ng 3:
H×nh 7. C¸c hµm håi quy gi÷a ’CD vµ ’CU
H×nh 8. C¸c hµm håi quy gi÷a ’CD vµ W
§Þa kü thuËt sè 4-2009 28
H×nh 9. C¸c hµm håi quy gi÷a c’CD vµ c’CU
H×nh 10. C¸c hµm håi quy gi÷a c’CD vµ W
B¶ng 3. Sù t¬ng quan søc chèng c¾t gi÷a thÝ nghiÖm 3 trôc CU vµ CD
Th«ng sè søc
chèng c¾t Hµm sè t¬ng quan C«ng thøc HÖ sè t¬ng quan R2
Gãc ma s¸t trong
m
WCUCD
01.01'' (12) 0.988
Cêng ®é lùc dÝnh
n
W
cc CU
CD 01.01
''
(13) 0.952
Trong ®ã:
m, n - lµ c¸c hÖ sè; m = 5,855; n = 2,009;
’CU - gãc ma s¸t trong cã hiÖu tõ kÕt qu¶ thÝ
nghiÖm ba trôc CU (®é);
’CD - gãc ma s¸t trong tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm
ba trôc CD (®é);
W - ®é Èm cña ®Êt (%).
Sai sè gi÷a kÕt qu¶ thÝ nghiÖm thùc tÕ (b¶ng
2) so víi c«ng thøc quan hÖ søc chèng c¾t
(b¶ng 3) thÓ hiÖn th«ng qua phÇn d (sè liÖu thÝ
nghiÖm thùc tÕ - sè liÖu tÝnh to¸n theo c«ng
thøc quan hÖ) nh trong h×nh 11 vµ h×nh 12 cho
thÊy sai sè rÊt bÐ vµ dao ®éng xung quanh trôc
®èi xøng, ®iÒu ®ã chøng tá hai c«ng thøc quan
hÖ søc chèng c¾t trªn lµ hîp lý.
Residual Plot
-1 -0.75 -0.5 -0.25 0 0.25 0.5 0.75 1
Phần dư CD (độ) H×nh 11. BiÓu ®å thÓ hiÖn phÇn d theo c«ng
thøc quan hÖ gãc ma s¸t trong (12)
§Þa kü thuËt sè 4-2009 29
Residual Plot
-1.6 -1.2 -0.8 -0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6
Phần dư cCD (kN/m2)
H×nh 12. BiÓu ®å thÓ hiÖn phÇn d theo c«ng
thøc quan hÖ cêng ®é lùc dÝnh (13)
6. KÕt luËn
MÆc dï ®Òu lµ th«ng sè søc chèng c¾t cã
hiÖu c’, ’ cña ®Êt, nhng kÕt qu¶ gi÷a thÝ
nghiÖm ba trôc CU vµ CD lµ kh«ng gièng nhau.
Nh vËy, øng xö cña ®Êt nÒn theo c¸c thêi ®iÓm
kh¸c nhau còng nh ®Æc ®iÓm lo¹i c«ng tr×nh
kh¸c nhau thÓ hiÖn kh«ng gièng nhau.
Víi cïng mét mÉu ®Êt, gi¸ trÞ gãc ma s¸t
trong cã hiÖu tõ thÝ nghiÖm ba trôc CU nhá h¬n
gi¸ trÞ gãc ma s¸t trong cã hiÖu tõ thÝ nghiÖm ba
trôc CD (’CU < ’CD). Gi¸ trÞ cêng ®é lùc dÝnh
th× ngîc l¹i, c’CU > c’CD.
Sù t¬ng quan søc chèng c¾t gi÷a thÝ
nghiÖm ba trôc CU vµ CD theo ®é Èm W (%)
cña ®Êt ®îc thiÕt lËp th«ng qua hai c«ng thøc
quan hÖ (12) vµ (13). Tõ ®ã, gióp cho ngêi
thiÕt kÕ cã thÓ chØ dùa vµo kÕt qu¶ th«ng sè søc
chèng c¾t c’, ’ tõ thÝ nghiÖm ba trôc CU sÏ cho
ra ®îc gi¸ trÞ søc chèng c¾t tho¸t níc theo thÝ
nghiÖm ba trôc CD vµ ngîc l¹i.
KiÕn nghÞ
Tïy thuéc vµo lo¹i c«ng tr×nh vµ thêi ®iÓm
tÝnh to¸n mµ cÇn thiÕt lùa chän c¸c th«ng sè
søc chèng c¾t cho phï hîp, tøc lµ lùa chän s¬
®å thÝ nghiÖm phï hîp ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ lµm
viÖc an toµn.
Th«ng sè søc chèng c¾t CD cã thÓ ®îc x¸c
®Þnh tõ s¬ ®å CU vµ ngîc l¹i theo hai c«ng
thøc quan hÖ søc chèng c¾t trªn vµ cã thÓ ®îc
¸p dông réng r·i cho lo¹i ®Êt sÐt yÕu ngoµi khu
vùc Tp. Hå ChÝ Minh còng nh §ång B»ng
S«ng Cöu Long vµ c¸c tØnh kh¸c.
CÇn tiÕn hµnh thÝ nghiÖm trªn mét sè lîng
mÉu lín ®Ó viÖc nhËn xÐt, ®¸nh gi¸, so s¸nh vµ
thèng kª thiÕt lËp mèi t¬ng quan ®îc chÝnh
x¸c vµ thuyÕt phôc h¬n.
Tµi liÖu tham kh¶o
[1] ASTM D4767-95 - Standard Test
Method for Consolidated - Undrained Triaxial
Compression Test for Cohesive Soils.
[2] BS 1377:1990 - Methods of Testing for
soils for Civil Engineering Purposes.
[3] Vâ Ph¸n, Bïi Trêng S¬n - Nghiªn cøu
so s¸nh c, cña ®Êt sÐt mÒm trong thÝ nghiÖm
c¾t trùc tiÕp vµ nÐn ba trôc theo 3 s¬ ®å kh¸c
nhau ®Ó tÝnh to¸n søc chÞu t¶i cña nÒn mãng -
§Ò tµi nghiªn cøu khoa häc cÊp bé n¨m 2004.
[4] Tran X. Tho, Vo Phan & Bui T. Son
(2002): Study of mechanical behaviour in long-
term and short-term bearing capacity of soft
clay in Ho Chi Minh City and Mekong Delta.
Slovak Journal of Civil Engineering, Bratislava,
Slovak Republic, Vol. X-2002/2, pp 1-9.
Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. NguyÔn Hång Nam
HiÖu qu¶ cña ph¬ng ph¸p cè kÕt ch©n kh«ng
kÕt hîp víi gia t¶i tríc trªn nÒn ®Êt yÕu
§Þa kü thuËt sè 4-2009 30
khu c«ng nghiÖp Phó Mü
TrÇn Quang Hé*,
TrÞnh ThÞ Thïy D¬ng**, Vâ Minh Th¾ng**
Effectiveness of the application of the vaccum consolidation method
in combination with pre-loading on the soft soils of the Phu My Industrial Park Abstract: There is few structures treatment with the application of the
vacuum consolidation method in Viet Nam. Vacuum consolidation has
been applied as a preloading method for SITV Terminal Soil Improvement
along the Thi Vai River in the South of Viet Nam. Monitoring was carried
out during and after the construction. Monitoring data were interpreted
afterward to draw on experiences and formulate guidelines for the
consecutive similar projects.
1. M« t¶ c«ng tr×nh
C¶ng SITV ®îc x©y dùng däc theo s«ng ThÞ
V¶i. PhÇn bê cÇn ph¶i ®îc xö lý nÒn trªn mét
diÖn tÝch lµ 33,57ha ®îc ph©n ra nhiÒu khu vùc
nhá ®Ó xö lý tõng ®ît. Khu vùc FP1 ®îc chän
lµm thö nghiÖm hiÖn trêng, H×nh 1.
H×nh 1. VÞ trÝ x©y dùng
2. §Þa chÊt khu vùc
T×nh h×nh ®Þa chÊt khu vùc x©y dùng ®îc
m« t¶ theo tõng líp ®Êt vµ c¸c chØ tiªu c¬ lý
c¬ b¶n cña chóng ®îc tr×nh bµy trong b¶ng
1.
B¶ng 1. ChØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn
* Trêng §¹i häc B¸ch Khoa TP. Hå ChÝ Minh
268 Lý Thêng KiÖt - Q10. TP. HCM
Email: [email protected]
** C«ng ty Cæ phÇn T vÊn ThiÕt kÕ C¶ng - Kü
thuËt BiÓn (PortCoast)
§Þa kü thuËt sè 4-2009 31
H w w e wL IL IP Cc Cv
m % g/cm3 % % m2/n¨m
3,0~3,6 55,5 1,67 1,485 51,9 1,07 27,6 0,330 4,4
5,0~5,6 82,5 1,50 2,287 88,1 0,82 49,9 - -
7,0~7,6 73,9 1,55 2,044 74,2 0,89 43,9 0,833 2,0
9,0~9,5 72,4 1,57 1,986 80,0 0,91 45,3 1,808 0,9
12~12,6 68,0 1,59 1,847 70,2 0,95 37,6 0,699 1,3
14~14,7 61,4 1,64 1,666 65,1 1,01 37,1 0,916 1,8
3. Ph¬ng ph¸p hót ch©n kh«ng
Khu vùc FP1 ®îc thö nghiÖm víi ph¬ng
ph¸p cè kÕt ch©n kh«ng céng víi gia t¶i tríc.
NÒn bªn díi ®· ®îc xö lý b»ng bÊc thÊm dµi
35m bè trÝ theo líi tam gi¸c víi kho¶ng c¸ch lµ
1,2m. ¸p lùc hót ch©n kh«ng ®îc thùc hiÖn b¾t
®Çu tõ ngµy 22/10/2008. Sau khi ¸p lùc hót ch©n
kh«ng æn ®Þnh víi gi¸ trÞ lµ 80kPa nÒn ®îc gia t¶i
tríc víi chiÒu cao 2,5m c¸t bªn trªn mµn kÝn khÝ
bao quanh khu vùc hót ch©n kh«ng. NÒn chÞu t¸c
dông ®ñ t¶i do hót ch©n kh«ng vµ gia t¶i tríc kÓ
tõ ngµy 17/12/2008. NÒn ®îc dì t¶i vµ x¶ ¸p lùc
hót ch©n kh«ng vµo ngµy 23/3/2009. Tæng céng
thêi gian nÒn ®îc cè kÕt tríc lµ 152 ngµy.
4. KÕt qu¶ quan tr¾c
MÆt b»ng bè trÝ c¸c thiÕt bÞ ®o vµ vÞ trÝ c¸c thÝ
nghiÖm ë hiÖn trêng tríc vµ sau khi xö lý.
H×nh 2. MÆt b»ng xö lý & quan tr¾c
4.1. §é lón
§é lón cè kÕt s¬ cÊp ®îc quan tr¾c b»ng
bµn ®o lón suèt trong thêi gian hót ch©n kh«ng
lµ 1,623m ®Õn 2,060m vµ ®é lón trung b×nh lµ
1,774m. Sau khi x¶ ¸p lùc hót ch©n kh«ng ®é
në cña nÒn lµ 1,8cm. C¸c ®êng cong lón tõ kÕt
qu¶ quan tr¾c vµ tõ tÝnh to¸n ®îc tr×nh bµy
trong h×nh 3.
H×nh 3. Lón tõ kÕt qu¶ quan tr¾c & tÝnh to¸n
§Ó x¸c ®Þnh thêi gian ph¶i hót ch©n kh«ng vµ
gia t¶i tríc, ph¬ng ph¸p Asaoka ®îc sö
dông ®Ó x¸c ®Þnh ®é lón cè kÕt s¬ cÊp cùc h¹n
b»ng c¸ch vÏ biÓu ®å quan hÖ gi÷a ®é lón Si ë
thêi ®iÓm t vµ ®é lón Si-1 ë thêi ®iÓm t+t. B»ng
ph¬ng ph¸p thèng kª tuyÕn tÝnh cã thÓ x¸c
®Þnh ph¬ng tr×nh ®êng quan hÖ trªn ë d¹ng
®êng th¼ng nh sau:
1i10i SS
§é lón cùc h¹n cña nÒn lµ ®é lón lóc Si =Si-1
cã nghÜa lµ vÏ ®êng 450 sÏ x¸c ®Þnh ®îc ®é
lón cùc h¹n.
Theo tÝnh to¸n thiÕt kÕ díi t¸c dông cña ¸p
lùc hót ch©n kh«ng 80kPa kÕt h¬p 2,5m c¸t gia t¶i
th× nÒn yªu cÇu ph¶i ®¹t ®Õn ®é cè kÕt 85% khi dì
§é
ló
n [
cm]
T¶i
®¾p
[k
Pa]
§êng gia t¶i §é lón tÝnh
to¸n
Ngµy tÝnh t¶i ch©n kh«ng
§o lón mÆt
§o ¸p lùc níc læ rçng
§o lón s©u
§o chuyÓn vÞ ngang
Quan tr¾c mùc níc ngÇm
Mèc quan tr¾c
C¾t c¸nh tríc xö lý
C¾t c¸nh sau xö lý
Læ khoan tríc xö lý
Læ khoan sau xö lý
CPTU sau xö lý
§Þa kü thuËt sè 4-2009 32
t¶i. Gi¶ thiÕt ®é lón tøc thêi Si = 0,1Sc vµ nÒn ph¶i
®¹t 85% ®é lón cè kÕt Sc th× ®é lón yªu cÇu lóc dì
t¶i ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
fpfpetargt S865,0%85%.90%10SS
Starget - ®é lón yªu cÇu.
Sfp - ®é lón cùc h¹n dù ®o¸n theo Asaoka.
KÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ c¸c vÞ trÝ ®o lón nh
ë b¶ng 2:
B¶ng 2. KÕt qu¶ ph©n tÝch theo ph¬ng ph¸p Asaoka
Sè h¹ng §¬n
vÞ SP01 SP02 SP03 SP04 SP05 Tr.b×nh
Th.gian ngµy 152 152 152 152 152 152
Sfp cm 183,0 203,0 205,3 246,4 198,2 207,2
0,907 0,916 0,921 0,922 0,911 0,915
0 cm 17,0 17,2 16,3 19,2 17,7 17,5
Starget(85%) cm 158,3 175,6 177,6 213,1 171,4 179,2
Simax cm 162,3 174,1 171,4 206,0 173,2 177,4
U % 88,7 85,7 83,5 83,6 87,4 85,8
4.2. ¸p lùc níc læ rçng
H×nh 4 cho thÊy ¸p lùc níc læ rçng gi¶m
trong suèt qu¸ tr×nh hót ch©n kh«ng. Khi míi b¾t
®Çu t¸c dông ¸p lùc hót ch©n kh«ng, ¸p lùc níc
ë trªn bÒ mÆt gi¶m mét c¸ch nhanh chãng vµ
chiÒu s©u vïng ¶nh hëng cña ¸p lùc hót ch©n
kh«ng ®Õn cao tr×nh -17,4m. Khi gia t¶i thªm th×
¸p lùc níc læ rçng t¨ng tõ 14kPa ®Õn 31kPa ë
vÞ trÝ c¸c piezometer P01-1 ®Õn P01-5. Tuy nhiªn
sau ®ã ¸p lùc læ rçng gi¶m xuèng mét c¸ch
nhanh chãng do ¶nh hëng cña ¸p lùc hót ch©n
kh«ng.
§é cè kÕt trung b×nh tÝnh trªn c¬ së ¸p lùc
níc lç rçng ®îc tÝnh theo c«ng thøc nh sau:
dzuzu
dzuzuU
s
sf
average
0
1
trong ®ã:
uf - ¸p lùc níc lç rçng vµo thêi ®iÓm tÝnh
to¸n.
us = wz -80 - ®êng ¸p lùc hót ch©n kh«ng ë
®é s©u z (¸p lùc hót ch©n kh«ng 80kPa).
w - dung träng cña níc.
- ¸p lùc do gia t¶i tríc.
B¶ng 3. §é cè kÕt tÝnh theo ¸p lùc níc lç rçng
Vi trÝ z P h us u0 uf s Utb
m kPa m kPa kPa kPa kPa %
P01-1 -0,4 80 4,5 -35 34,9 -16,17 84,76
73.03
P01-2 -2,4 80 6,5 -15 56,0 35,38 84,76
P01-3 -5,4 80 9,5 15 92,5 84,5 84,76
P01-4 -10,4 80 14,5 65 134,7 97,88 84,76
P01-5 -13,4 80 17,5 95 163,5 133,66 84,76
P01-6 -17,4 80 21,5 135 200,0 147,23 84,76
§Þa kü thuËt sè 4-2009 33
So s¸nh víi ®é cè kÕt tÝnh theo ®é lón quan
tr¾c vµ ®é lón cùc h¹n theo ph¬ng ph¸p
Asaoka th× ®é cè kÕt tÝnh theo ¸p lùc lç rçng
cho kÕt qu¶ nhá h¬n. §iÒu nµy ®· dù ®o¸n
tríc khi xö lý nÒn. KÕt qu¶ tÝnh theo ®é lón vÉn
®¸ng tin cËy h¬n. KÕt qu¶ tÝnh theo ¸p lùc níc
lç rçng nhá h¬n cã thÓ do nh÷ng nguyªn nh©n
sau:
1. Trong thùc tÕ qu¸ tr×nh tõ biÕn x¶y ra
®ång thêi víi cè kÕt s¬ cÊp, c¸c h¹t ®Êt cã sù
s¾p xÕp trë l¹i cho nªn ¸p lùc lç rçng khã tiªu
t¸n vµ vÉn tån t¹i ë gi¸ trÞ lín.
2. ¸p lùc lç rçng ®îc ®o t¹i tõng ®iÓm ë
nh÷ng ®é s©u kh¸c nhau cho nªn kh«ng ®¹i
diÖn ®îc cho toµn bé líp ®Êt còng nh cho c¶
chiÒu dµy líp ®Êt.
3. Trong qu¸ tr×nh l¾p ®Æt c¸c piezometer
ph¶i khoan c¸c hè khoan. C¸c hè kh«ng
®îc gi÷ thµnh b»ng bentonite vµ lÊp l¹i
b»ng sÐt gi÷a hai piezometer. Cho nªn vËt
liÖu lÊp hè khoan kh«ng gièng víi ®Êt nÒn
ban ®Çu.
4. ViÖc quan tr¾c lón b»ng 5 bµn ®o lón t¹i
c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau trªn toµn bÒ mÆt vïng xö
lý, nªn kÕt qu¶ tÝnh ®¹i ®iÖn cho toµn khu vùc
mµ kh«ng chÞu ¶nh hëng bëi chiÒu dµy còng
nh ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt cña c¸c líp ®Êt bªn
díi.
5. §èi víi sÐt cè kÕt thêng th× ®é cè kÕt tÝnh
theo ®é lón lín h¬n so víi ®é cè kÕt tÝnh theo ¸p
lùc níc lç rçng (Tavenas, 1979a).
H×nh 4. ¸p lùc níc lç rçng quan tr¾c
0
5
10
15
20
25
-100 0 100 200 300 400
Áp lực nước lổ rỗng [kPa]
Độ
sâu
[m
]
Us
Uo
Uf
Uo+Dσ
H×nh 5. Møc ®é cè kÕt tÝnh tõ kÕt qu¶ quan tr¾c
¸p lùc níc lç rçng
4.3. ChuyÓn vÞ ngang
Tõ kÕt qu¶ ®o ë hiÖn trêng, h×nh 6, ®· cho thÊy
chuyÓn vÞ ngang cña nÒn híng vÒ phÝa khu vùc
®îc xö lý mµ kh«ng chuyÓn vÞ ra ngoµi nh
trêng hîp gia t¶i thêng thÊy. H¬n n÷a v× cè kÕt
ch©n kh«ng kÌm víi gia t¶i tríc cho nªn chuyÓn
vÞ ngang ®· ®îc bï trõ vµ cã gi trÞ kh«ng lín nh
thêng thÊy ë c¸c c«ng trêng xö lý nÒn b»ng
ph¬ng ph¸p gia t¶i tríc.
H×nh 6. KÕt qu¶ quan tr¾c chuyÓn vÞ ngang
¸p l
ùc
n
íc
læ r
çn
g
gi¶
m d
Çn [
kP
a]
T¶i
trä
ng
[k
Pa]
Cao ®
é [
m]
ChuyÓn vÞ ngang [mm]
§Þa kü thuËt sè 4-2009 34
5. KÕt qu¶ ph©n tÝch ngîc
V× trong qu¸ tr×nh thi c«ng bÊc thÊm, ®Êt nÒn
xung quanh bÞ x¸o trén lµm gi¶m ®i hÖ sè thÊm
ngang cho nªn hÖ sè thÊm ngang trong vïng
x¸o trén thêng ®îc gi¶ thiÕt vµ ®êng kÝnh
vïng ®Êt bÞ x¸o trén còng ®îc gi¶ thiÕt. ViÖc
gi¶ thiÕt nh vËy ®«i khi cã phÇn chñ quan vµ
thiÕu c¬ së thùc nghiÖm. Môc ®Ých cña viÖc
ph©n tÝch ngîc lµ bá ®i tÝnh chñ quan ®ã mµ
vÉn kÓ ®Õn sù x¸o trén cña ®Êt trong lÇn ph©n
tÝch kÕ tiÕp. §Æc biÖt, kÕt qu¶ ph©n tÝch ngîc
sÏ rÊt hîp lý khi ph©n tÝch lÇn kÕ tiÕp b»ng c¸c
phÇn mÒm tÝnh to¸n cè kÕt thÊm cña bÊc thÊm
mµ kh«ng m« pháng ®îc vïng ®Êt bÞ x¸o trén,
nh phÇn mÒm Plaxis ch¼ng h¹n. ThËt vËy, kÕt
qu¶ ®o ë ngoµi hiÖn trêng ®· cã ¶nh hëng
cña sù x¸o trén cho nªn khi ph©n tÝch ngîc
x¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt thÊm Ch tõ lêi gi¶i cña
Hansbo (1981) th× hÖ sè F chØ cÇn kÓ ®Õn ¶nh
hëng cña tØ sè Fn = de/dw, v× khi kÓ ®Õn c¸c hÖ
sè Fs còng nh Fr mµ gi¸ trÞ cña chóng thùc sù
®óng víi thùc tÕ ë ngoµi c«ng trêng (thùc ra
vÉn lµ gi¶ thiÕt) th× gi¸ trÞ tÝnh to¸n ®îc cña Ch
xem nh cña ®Êt tù nhiªn.
5.1. Ph©n tÝch ngîc hÖ sè cè kÕt thÊm Ch
theo ®é lón
HÖ sè cè kÕt thÊm theo ph¬ng ngang ®îc
ph©n tÝch ngîc theo ph¬ng tr×nh:
t8
lnFdC 12
eh
75.0ln
w
e
d
dF
KÕt qu¶ tÝnh cho c¸c mèc nªu ë b¶ng 4.
B¶ng 4. HÖ sè cè kÕt thÊm ®îc ph©n tÝch ngîc
Plate s de dw F 1 t Ch
cm cm cm day m2/y
r
SP1 120 126 5.2 2.43
8
0.90
7 7 2.42
SP2 120 126 5.2 2.43
8
0.91
5 7 2.19
SP3 120 126 5.2 2.43
8
0.92
1 7 2.05
SP4 120 126 5.2 2.43
8
0.92
2 7 2.02
SP5 120 126 5.2 2.43
8
0.91
1 7 2.33
Trung
b×nh 120 126 5.2
2.43
8
0.91
5 7 2.20
5.2. Ph©n tÝch ngîc hÖ sè cè kÕt thÊm Ch
theo ¸p lùc níc lç rçng
HÖ sè cè kÕt thÊm theo ph¬ng ngang ®îc
ph©n tÝch ngîc theo ph¬ng tr×nh:
/81.1
8
1ln 2
2
mt
UdFC hen
h
n¨m
Trong ®ã: 75.0d
dlnF
w
e
n
Uh = Utb
t = 152 ngµy
V× Uh ®îc tÝnh to¸n tõ sè liÖu quan tr¾c cho
nªn kÕt qu¶ tÝnh Ch ë trªn ®· cã ¶nh hëng cña
®Êt x¸o trén cho nªn khi tÝnh to¸n l¹i Uh th× chØ
sö dông F = Fn.
5.3. HÖ sè cè kÕt thÊm Ch theo sè liÖu thÝ
nghiÖm hiÖn trêng tríc khi thi c«ng
Møc ®é cè kÕt theo lý thuyÕt ®îc tÝnh tõ hÖ
sè cè kÕt nh c«ng thøc sau
hv UUU 111
F
TU h
h
8exp1
2
e
hh
d
tCT ; rsn FFFF ;
§Þa kü thuËt sè 4-2009 35
2
2
2
2
4
13ln
1 n
nn
n
nFn
;
w
s
s
h
sd
d
k
kF ln1 ;
w
h
rq
kZLZF
v
v
TU 2 ;
2
d
v
vH
tCT
Trong ®ã: 2s
h
k
k; ds = 0,061m
B¶ng 5. So s¸nh gi÷a c¸c ph¬ng ph¸p
Môc §¬n vÞ ThÝ nghiÖm PP Asaoka
(trung b×nh)
PP ¸p lùc læ rçng
(P01)
B¾t ®Çu 22-10-08 22-10-08
Ngµy tÝnh 23-3-09 23-3-09
Thêi gian Ngµy 1,52 1,52 1,52
Ch m2/n¨n 1,86 2,20 1,81
Cv m2/n¨m 1,14 1,10 0,91
U % 74,9 85,8 73,0
Tõ b¶ng ph©n tÝch cã thÓ nhËn thÊy r»ng v× ®é
cè kÕt tÝnh theo c«ng thøc lý thuyÕt ë trªn lµ dùa
trªn ¸p lùc níc lç rçng cho nªn kÕt qu¶ tÝnh cã
phÇn g¾n víi kÕt qu¶ do cè kÕt tÝnh theo ¸p lùc lç
rçng quan tr¾c ë hiÖn trêng.
5.4. Ph©n tÝch ngîc hÖ sè nÐn thø cÊp C.
VÊn ®Ò lón cè kÕt thø cÊp hay lón tõ biÕn vÉn
cßn tiÕp tôc nhiÒu tranh c·i gi÷a c¸c chuyªn gia vÒ
c¬ häc ®Êt lµ lón tõ biÕn b¾t ®Çu x¶y ra khi nµo. Cã
ba gi¶ thuyÕt kh¸c nhau:
- Gi¶ thuyÕt cæ ®iÓn lµ lón cè kÕt thø cÊp
(hay lón tõ biÕn) x¶y ra sau khi kÕt thóc lón cè
kÕt s¬ cÊp.
- Gi¶ thuyÕt thø hai lµ xem hiÖn tîng cè
kÕt s¬ cÊp vµ cè kÕt thø cÊp x¶y ra ®ång thêi vµ
¶nh hëng t¬ng hç lÉn nhau.
- Gi¶ thuyÕt thø ba lµ hiÖn tîng cè kÕt thø
cÊp x¶y ra ngay sau khi øng suÊt cã hiÖu trong
nÒn vît qua ¸p lùc tiÒn cè kÕt, cã nghÜa lµ lóc
®Êt nÒn trë nªn cè kÕt thêng.
Trong ph©n tÝch nµy gi¶ thuyÕt thø nhÊt ®îc
sö dông vµ ®é lón cè kÕt thø cÊp ®îc x¸c ®Þnh
theo c«ng thøc quen thuéc sau:
)t/tlog(HCS ps ,
trong ®ã C - hÖ sè nÐn cè kÕt thø cÊp, tp lµ
thêi gian kÕt thóc cè kÕt thø cÊp, H - chiÒu dµy
nÐn lón.
LÊy vi ph©n biÓu thøc trªn theo t vµ xÊp xØ
gÇn ®óng b»ng sai ph©n th× sÏ cã ®îc.
t
tHCt
t
HCSS
4343,0)10ln(
Gi¸ trÞ 0,4343 CH chÝnh lµ ®é dèc cña ®o¹n
®êng th¼ng (giai ®o¹n tõ biÕn) quan hÖ gi÷a
tèc ®é lón (SS/t) theo nghÞch ®¶o cña thêi
gian (1/t) nh trong h×nh 7.
FP-1 - SP01 [Cấp tải cuối]
y = 11.124x2 - 1.0068x + 0.0605
R2 = 0.9004
y = 0.0389x + 0.0359
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.040.050.060.070.080.090.100.110.121/t
Tố
c đ
ộ lú
n [
m/t
uầ
n]
H×nh 7. HÖ sè lón tõ biÕn t×nh tõ tèc ®é lón
§Þa kü thuËt sè 4-2009 36
§é dèc cña ®êng th¼ng lµ 0,0389 cho nªn
C = 0,004m2/n¨m. Víi kÕt qu¶ ®· tÝnh th× ®é
lón cè kÕt thø cÊp sau thêi gian 20 n¨m sÏ lµ:
SS = CHlog(t/tp) = 13,4cm/20n¨m
Theo yªu cÇu ®é lón d Sresidual sau 20 n¨m kÓ tõ
khi dì t¶i nhá h¬n 20cm. §é lón d b»ng ®é lón cßn
l¹i Sremain céng víi ®é lón cè kÕt thø cÊp, Ss:
Sresidual = Sremain+SS =
= 1,8+13,4 = 15,2cm/20n¨m < 20cm/20n¨m
6. C¸c chØ tiªu c¬ häc cña ®Êt nÒn sau khi
xö lý
§Ó ®¸nh gi¸ sù hiÖu qu¶ cña viÖc cè kÕt
ch©n kh«ng, sau khi dì t¶i c«ng t¸c kh¶o s¸t thÝ
nghiÖm trong phßng còng nh ngoµi hiÖn trêng
®îc tiÕn hµnh. C¸c mÉu ®Êt lÊy tõ c«ng trêng
®îc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm tÊt c¶ c¸c chØ tiªu. Ngoµi
c«ng trêng thÝ nghiÖm xuyªn tÜnh còng nh c¾t
c¸nh ®îc tiÕn hµnh t¹i 3 vÞ trÝ cho mçi lo¹i thÝ
nghiÖm nh h×nh 1.
6.1. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong phßng
Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong phßng ®· cho thÊy
hÖ sè rçng ®· gi¶m (h×nh 8), ®é Èm gi¶m, (H×nh 9),
trong khi ®ã dung träng Èm (h×nh 10) còng nh dung
träng kh« (h×nh 11) ®Òu gia t¨ng.
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
Hệ số rỗng
Độ
sâu
, [
m]
Hệ số rỗng - Sau xử lý
Hệ số rỗng - Trước xử lý
H×nh 8. HÖ sè rçng theo ®é s©u
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Độ ẩm [%]
Độ
sâu
, [
m]
Độ ẩm - Sau xử lý
Độ ẩm - Trước xử lý
H×nh 9. HÖ sè rçng theo ®é s©u
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
Dung trọng ướt [KN/m³]
Độ
sâu
, [
m]
Dung trọng ướt - Sau xử lý
Dung trọng ướt - Trước xử lý
H×nh 10. Dung träng ít theo ®é s©u
§Þa kü thuËt sè 4-2009 37
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
Dung trọng khô [kN/m³]
Độ
sâu
, [
m]
Dung trọng khô - Sau xử lý
Dung trọng khô - Trước xử lý
H×nh 11. Dung träng kh« theo ®é s©u
6.2. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ngoµi hiÖn trêng
KÕt qu¶ søc chèng c¾t kh«ng tho¸t níc tõ
thÝ nghiÖm c¾t c¸nh (h×nh 12) tríc khi xö lý ký
hiÖu lµ Su-FV15 vµ sau khi xö lý ký hiÖu lµ Su-
FV01, Su-FV02, Su-FV03. Trªn c¬ së gi¸ trÞ
trung b×nh th× kÕt qu¶ ®ã cho thÊy søc chèng c¾t
t¨ng tõ 21,3 kPa ®Õn 36,4 kPa, cã nghÜa lµ t¨ng
kho¶ng 70%.
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0
Su [kPa]
Độ s
âu,
[m]
Su - FV02(Site w ork)Su - FV03(Site w ork)Su - FV15(Old)Su - FV01(Site w ork)
H×nh 12. ThÝ nghiÖm c¾t c¸nh hiÖn trêng tríc
vµ sau khi xö lý
KÕt qu¶ thÝ nghiÖm xuyªn tÜnh tríc khi xö lý
ký hiÖu lµ CPTU10 vµ sau khi xö lý ký hiÖu lµ
CPTU1, CPTU2, CPTU3. Tríc khi xö lý søc
kh¸ng xuyªn thay ®æi tõ gi¸ trÞ 0,071MPa ®Õn
0,609MPa theo ®é s©u tõ 012m, sau khi xö lý
trung b×nh thay ®æi 0,307MPa ®Õn 0,943MPa.
Søc kh¸ng xuyªn ®· gia t¨ng 52%.
H×nh 13. Søc kh¸ng xuyªn theo ®é s©u
7. KÕt luËn
- V× cã sù hiÖn diÖn cña bÊc thÊm cho nªn vïng
¶nh hëng cña cè kÕt ch©n kh«ng lín h¬n 16m.
- ChuyÓn vÞ ngang cña nÒn ®Êt yÕu chuyÓn
dÞch vµo t©m vïng ®Êt ®îc xö lý vµ cã gi¸ trÞ
nhá v× cã sù bï trõ gi÷a hai chiÒu chuyÓn vÞ do
hót ch©n kh«ng vµ gia t¶i tríc.
- Thêi gian ®Ó ®¹t ®îc ®é cè kÕt 85% ph¶i
mÊt 5 th¸ng tõ thêi ®iÓm b¾t ®Çu xö lý.
- §é cè kÕt tÝnh theo ®é lón lín h¬n so víi tÝnh
theo ¸p lùc níc lç rçng: ®iÒu nµy phï hîp víi kÕt
qu¶ nghiªn cøu cña Tavenas (1979a).
- §é cè kÕt tÝnh theo c«ng thøc lý thuyÕt
(Hansbo, 1979) dùa trªn ¸p lùc níc lç rçng cho
nªn kÕt qu¶ tÝnh g¾n víi ®é cè kÕt tÝnh theo ¸p lùc
níc lç rçng quan tr¾c ë hiÖn trêng.
- C¸c chØ tiªu c¬ lý vµ cêng ®é cña ®Êt nÒn sau
khi dì t¶i ®· c¶i thiÖn vµ gia t¨ng mét c¸ch hîp lý.
Tµi liÖu tham kh¶o
1. Asaoka, Akira, Observational Procedure of
settlement prediction, Soil and foundations Vol.18
No.4, Dec.,1978, Japneses Geotechnical Society.
2. Bergado, Dennes T. & et al., Prefabricated
vertical drains (PVDs) in soft Bangkok Clay: a case
§Þa kü thuËt sè 4-2009 38
study of the new Bankok International Airport
Project.. Can Geotech J. Vol 39, 2002.
3. Hansbo, S., Consolidation of Fined Grained
Soils by Prefabricated Drains.
4. Siew Ann Tan & Soon- Hoe Chew.
Comparaison of the hyperbolic and Asaoka
Observational Method of Monitoring Consolidation
With Vertival Drains, Soil and foundations Vol.36
No.3, 31-42, Sept,1996 Japneses Geotechnical
Society.
5. Soft ground treatment stage report of FP1
area, CHEC-SITV project Management office.
6. Tavenas, F. et al. (1979a) Analyse critique
de la theorie de consolidation
unidimensionnelle de Terzaghi. Revue
Francaise Geotechnique, No.7, pp.29-43.
Ngêi ph¶n biÖn: GS. NguyÔn C«ng MÉn
¶NH H¦ëNG CñA Hè §µO S¢U
§ÕN BIÕN D¹NG NÒN C¤NG TR×NH L¢N CËN
NguyÔn Hång Nam*
Impact of deep excavation on the surface settlements of neighboring
structures
Abstract: Study on the adverse impact of deep excavation on surface
settlements, failures of adjacent subsurface structures/ buildings shows
serious issue in order to ensure safe measures and loss mitigation for
people. This paper introduces two methods, namely the beam on elastic
foundation and the finite element method to analyze the surface settlements
of structures/buildings surrounding the deep excavation. Digitalized
simulation studies with applying two above mentioned method has been
conducted for a actual structure in Hanoi which showed the remarkable
impact of various parameters on structures’ settlement like the excavation
depth, distance from the edge of excavation to the neighboring structures/
building and the surface surcharge as well. With applying the above
mentioned methods, to some extend, we can say that there is a relative
consistence of the obtained result.
I. §ÆT VÊN §Ò
Thùc tÕ x©y dùng c¸c c«ng tr×nh ngÇm trªn
®Þa bµn thµnh phè Hµ Néi vµ Hå ChÝ Minh cho
thÊy cã rÊt nhiÒu hè ®µo s©u ®îc thi c«ng
c¹nh c¸c c«ng tr×nh ®· ®îc x©y dùng tríc ®ã.
Mét vÊn ®Ò ®Æt ra lµ khi thi c«ng c¸c hè ®µo lµ
c¸c c«ng tr×nh l©n cËn hè ®µo sÏ bÞ biÕn d¹ng.
§èi víi c¸c c«ng tr×nh lín, nÕu vÊn ®Ò nµy
kh«ng ®îc xö lý hiÖu qu¶ th× tai häa kh«n
lêng cã thÓ x¶y ra ®èi víi nhµ d©n xung quanh
hè ®µo khi x©y dùng c«ng tr×nh.
Ph©n tÝch biÕn d¹ng nÒn tßa nhµ ®îc x©y
dùng tõ tríc bªn c¹nh mét hè ®µo s©u khi thi
c«ng hè mãng cÇn ®îc thùc hiÖn khi thiÕt kÕ
gi¶i ph¸p nÒn mãng, trong ®ã cÇn xÐt c¸c yÕu
tè ¶nh hëng ®é lón mÆt nÒn nh chiÒu s©u hè
®µo, kho¶ng c¸ch tõ hè ®µo ®Õn tßa nhµ, ®Æc
tÝnh ®Êt nÒn, chiÒu cao tßa nhµ. Tõ viÖc ph©n
* Trêng ®¹i häc Thuû lîi
175 T©y S¬n - §èng §a - Hµ Néi
Mobile: 0904359460,
Email:[email protected]
§Þa kü thuËt sè 4-2009 39
tÝch nµy, cã thÓ t×m ra c¸c tham sè ¶nh hëng
chÝnh vµ c¸c biÖn ph¸p xö lý hiÖu qu¶ ®Ó t¨ng
møc ®é an toµn cho tßa nhµ còng nh gi¶m
thiÓu thiÖt h¹i.
Bµi b¸o giíi thiÖu vµ so s¸nh hai ph¬ng
ph¸p tÝnh lón mÆt nÒn c«ng tr×nh l©n cËn hè ®µo
lµ ph¬ng ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi vµ
ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n.
II. TÝNH LóN C¤NG TR×NH L¢N CËN Hè
§µO THEO PH¦¥NG PH¸P DÇM TR£N NÒN
§µN HåI
2.1 C¬ së lý thuyÕt
Mét toµ nhµ n»m gÇn mét hè ®µo s©u ®îc
m« pháng bëi mét dÇm v« h¹n cã ®é cøng chèng
uèn EJ. T¬ng t¸c gi÷a toµ nhµ vµ ®Êt nÒn ®îc
thÓ hiÖn bëi s¬ ®å dÇm trªn nÒn ®µn håi theo m«
h×nh Winkler (II’ichev vµ nnk, 2006).
Ph¬ng tr×nh vi ph©n trôc uèn cña dÇm ®îc
gi¶ thiÕt nh sau:
EJ)(
)(4
4
xd
xyd + ky(x) = q (1)
trong ®ã: k - hÖ sè ph¶n lùc nÒn; q lµ t¶i
träng ph©n bè t¸c dông lªn dÇm.
Ta xÐt trêng hîp c¸c gèi tùa cã chuyÓn vÞ
cho tríc f (x) (H×nh 1b), nh lµ kÕt qu¶ cña sù
biÕn d¹ng do ch«n s©u nhÊt ®Þnh. Nh÷ng biÕn
d¹ng nµy kh«ng ®¸ng kÓ vµ chóng kh«ng lµm
thay ®æi ®Æc tÝnh cña ®Êt trªn bÒ mÆt, tøc lµ hÖ
sè ph¶n lùc nÒn ®îc gi÷ nguyªn nh tríc ®ã.
ChuyÓn vÞ cña c¸c gèi ®ì cña dÇm ( f (x)) cã
thÓ ®îc viÕt nh sau:
y(x) = w(x) + f (x) (2)
EJ4
4 )(
x
xy
+ k )y(x) - f(x = q (3a)
EJ4
4 )(
x
xy
+ ky(x) = q + k f (x) (3b)
Quan hÖ gi÷a ®é lón bÒ mÆt vµ kho¶ng c¸ch
tíi hè ®µo s©u ®îc gi¶ thiÕt díi ®©y, dùa trªn
kÕt qu¶ thùc nghiÖm:
kH
xf = 1f e KH
x
(4)
Trong ®ã: H k - ®é s©u hè ®µo, 7552.0 ,
1f - hÖ sè kinh nghiÖm, ®Æc trng ®é lón bÒ
mÆt lín nhÊt. 1f = (0.1 – 10.1)% H k .
§Æt b= H k
§èi víi trêng hîp toµ nhµ n»m c¸ch hè ®µo
mét kho¶ng L (H×nh 2), ®iÓm gèc täa ®é trôc x
®îc ®Æt t¹i ®Çu tr¸i cña dÇm. Do ®ã:
EJ4
4 )(
x
xy
+ ky(x) = q + k 1f H k
)( Lxbe (5)
NghiÖm tæng qu¸t cña ph¬ng tr×nh kh«ng
thuÇn nhÊt (5) ®îc viÕt nh sau:
yKTNTQ.
= yTNTQ.
y 1.KTNR + y 2.KTNR
Trong ®ã yTNTQ.
lµ nghiÖm cña ph¬ng
tr×nh thuÇn nhÊt (6) díi ®©y:
EJ4
4 )(
dx
xyd + ky(x) = 0 (6)
NghiÖm tæng qu¸t cña ph¬ng tr×nh thuÇn
nhÊt cã thÓ ®îc viÕt nh sau:
yTNTQ.
=xe (Acos x +Bsin x )+
xe(Ccos x + D sin x ) (7)
Trong ®ã, 4
4EJ
k
C¸c h»ng sè A, B, C, D ®îc x¸c ®Þnh tõ
®iÒu kiÖn biªn díi ®©y.
§èi víi dÇm nöa v« h¹n, C=0 vµ D=0 khi
x>0. Do ®ã:
yTNTQ.
= xe (Acos x + B sin x ) (7a)
y 1.KTNR ®îc x¸c ®Þnh tõ ph¬ng tr×nh sau:
EJ4
4 )(
x
xy
+ ky(x) = q (8)
y 1.KTNR = k
q
y 2.KTNR ®îc gi¶i tõ ph¬ng tr×nh sau:
EJ4
4 )(
x
xy
+ ky(x) = k 1f H k
)( Lxbe
§Æt y 2.KTNR = k 1
bxe, ta cã:
§Þa kü thuËt sè 4-2009 40
EJbxekb .. 1
4 +
bxekk .. 1 =
bxbL eefk ..H.. k1
trong ®ã, 1k = kEJb
Hkf k
4
1
H×nh 1. M« h×nh nÒn Winkler.
f(x)
L
q
Hk
0x
H×nh 2. M« h×nh nhµ vµ hè ®µo
(kh«ng cïng mét tû lÖ).
Suy ra y 2.KTNR = kEJb
Hfk k
4
1. )( Lxbe (9)
T¹i ®iÓm gèc täa ®é x=0, M= 0 vµ Q= 0.
M= - EJ2
2 )(
x
xy
; Q= - EJ
3
3 )(
x
xy
(10)
- EJ2
2 )(
x
xy
=0; - EJ
3
3 )(
x
xy
=0 (11)
§¹o hµm ph¬ng tr×nh:
y KTNTQ. = xe (Acos x + B sin x ) +
k
q
+ kEJb
Hfk k
4
1. )( Lxbe (12)
§Æt kEJb
Hfk k
4
1.= . Gi¶i ®iÒu kiÖn (11) ta
cã:
B= 2
2
2
bLeb
vµ A = 3
3
2
bLeb
- 2
2
2
bLeb
§Æt x trong ®ã 4
4EJ
k vµ
I = sincos e
II = cose
III = cossin e (13)
IV = sine
Ph¬ng tr×nh (12) ®îc viÕt nh sau:
y KTNTQ. = A II + B IV +k
q
+ kEJb
Hfk k
4
1. )( Lxbe
y(x)=
)(
2
2
12
Lxb
IVII
bL
ebeb
+ k
q (14)
§Æt 2
2
2
bLeb
vµ
Lxb
IVII eb
x
)(1
Cuèi cïng: k
qxxy (15)
C«ng thøc x¸c ®Þnh ®é lón cña tßa nhµ trªn
mãng b¨ng suèt chiÒu dµi cña nã trong ph¹m vi
l©n cËn hè ®µo ®îc viÕt díi d¹ng sau:
S
k
qxkx r (16)
Trong ®ã: 4
1
4
5
11
k
k
HA
HfA
; A1 =
EJ
k
k - hÖ sè ph¶n lùc nÒn (kN/m3)
EJ - ®é cøng cña tßa nhµ, phô thuéc vµo sè
a) kh«ng cã chuyÓn vÞ nÒn
b) cã chuyÓn vÞ nÒn
§Þa kü thuËt sè 4-2009 41
tÇng (kNm2/m; xem B¶ng 1)
q - ¸p suÊt ®¸y mãng t¹i mÆt díi mãng
b¨ng cña tßa nhµ.
kr - hÖ sè xÐt ¶nh hëng cña lo¹i kÕt cÊu
ch¾n ®Êt hè ®µo, nhËn ®îc tõ quan s¸t chuyÓn
vÞ thùc tÕ cña toµ nhµ gÇn hè ®µo.
Hk - chiÒu s©u hè ®µo (m)
x- täa ®é ®iÓm däc chiÒu dµi tßa nhµ (m),
x=0 t¹i ®Çu tßa nhµ gÇn hè ®µo nhÊt.
HÖ sè ph¶n lùc nÒn cã thÓ x¸c ®Þnh tõ c«ng
thøc Gorbunov-Poxadov:
,2
0
1
14.1
Ek
trong ®ã: 0E - m« ®un biÕn d¹ng cña ®Êt nÒn.
- hÖ sè Poisson , ' - chiÒu réng mãng
B¶ng 1: TrÞ sè EJ cña toµ nhµ
Nhµ EJ, kNm2/m
DÇm sµn 6,47.103
Mét tÇng 2.00.107
Ba tÇng 6.00.108
N¨m tÇng 6,98.108
Mêi tÇng 4,39.109
2.2 Nghiªn cøu tham sè
C«ng thøc (16) cho thÊy ®é lón cña toµ nhµ
phô thuéc vµo c¸c tham sè cã liªn quan ®Õn:
hè ®µo (Hk, kr), nhµ (q, EJ, L) vµ ®Êt nÒn
( kEo ,, ). §Ó thuËn tiÖn tÝnh to¸n vµ so s¸nh
kÕt qu¶, ¶nh hëng cña tham sè ®îc xem
xÐt díi ®©y:
2.2.1 ¶nh hëng cña chiÒu s©u hè ®µo Hk
Ta xÐt ¶nh hëng cña chiÒu s©u hè ®µo
víi c¸c gi¸ trÞ Hk=3, 5, 7 vµ 10m.
C¸c th«ng sè kh¸c ®îc chän nh sau:
EJ=6.98x108 kNm2/m (xÐt nhµ 5 tÇng); E0=104
kN/m2, q=50 kN/m2, L=2m, =0.35, ' 1 ,
rk =0.8.
H×nh 3 thÓ hiÖn ¶nh hëng ®¸ng kÓ cña
chiÒu s©u hè ®µo Hk ®Õn ®é lón mÆt nÒn Uy.
Cã thÓ thÊy r»ng hè ®µo cµng s©u th× ®é lón
cµng lín.
2.2.2. ¶nh hëng cña kho¶ng c¸ch tõ mÐp
hè ®µo ®Õn c«ng tr×nh L
¶nh hëng cña kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÐp hè
®µo ®Õn c«ng tr×nh L ®îc xÐt víi c¸c gi¸ trÞ
kh¸c nhau: L=0, 2, 6, 10 vµ 12 m, trong khi cè
®Þnh chiÒu s©u hè ®µo Hk=10m vµ c¸c tham
sè kh¸c nãi trªn.
H×nh 4 cho thÊy ¶nh hëng cña kho¶ng
c¸ch L ®Õn ®é lón mÆt nÒn Uy. Cã thÓ thÊy
r»ng hè ®µo cµng c¸ch xa c«ng tr×nh th× ®é
lón cµng nhá.
§èi víi nh÷ng c«ng tr×nh ®îc x©y trong
®« thÞ víi mËt ®é nhµ dµy, kho¶ng c¸ch tõ
mÐp hè ®µo ®Õn nhµ xung quanh (L) thêng
nhá. KÕt qu¶ m« pháng (h×nh 4) cho thÊy khi
L nhá, ®é lón mÆt nÒn lín. Tuy nhiªn, so víi
®é lón do ¶nh hëng cña chiÒu s©u hè ®µo
Hk (h×nh 3) th× ®é lón do ¶nh hëng cña
kho¶ng c¸ch hè ®µo ®Õn c«ng tr×nh nhá h¬n.
III. TÝNH BIÕN D¹NG C¤NG TR×NH L¢N
CËN Hè §µO THEO PH¦¥NG PH¸P PHÇN
Tö H÷U H¹N
3.1 M« pháng bµi to¸n hè ®µo
Ta xÐt mét bµi to¸n hè ®µo víi c¸c th«ng
sè nh sau: Hk=10m, L=2m, q=50kN/m2. Mùc
níc ngÇm gi¶ thiÕt n»m s©u. Thµnh hè ®µo
®îc gi÷ bëi têng cõ thÐp Larsen vµ thanh
chèng ngang b»ng thÐp. M« pháng ®îc thùc
hiÖn theo s¬ ®å bµi to¸n ph¼ng, xÐt mét nöa
bµi to¸n do tÝnh ®èi xøng (H×nh 5).
§Êt nÒn ®îc m« pháng theo m« h×nh
Mohr-Coulomb (b¶ng 2).
Têng cõ thÐp ®îc m« pháng bëi phÇn tö
Plate víi c¸c th«ng sè cho 1 m dµi ®îc thÓ
hiÖn trong b¶ng 3. E=2.1x108 kN/m2.
Thanh chèng ngang b»ng thÐp c¸n tiÕt diÖn
ch÷ I cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau: h = 450mm,
b = 160mm, d = 8.6mm, t = 14.2mm, R =
16mm, E = 2.1x108 kN/m2, A = 83cm2, Jx =
27450cm4, Jy = 807cm4, träng lîng riªng
65.2kg/m. EA = 1.743x106 kN.
Líi phÇn tö h÷u h¹n bao gåm c¸c phÇn
tö tam gi¸c 15 ®iÓm nót.
Tr×nh tù thi c«ng hè mãng nh sau:
- Giai ®o¹n 1: §ãng cõ thÐp Larsen bao
§Þa kü thuËt sè 4-2009 42
quanh hè mãng, ®µo hè mãng tõ cao tr×nh
mÆt nÒn (+30m) xuèng cao tr×nh +26m.
- Giai ®o¹n 2: L¾p thanh chèng ngang thø
nhÊt t¹i cao tr×nh +28 m.
- Giai ®o¹n 3: §µo xuèng cao tr×nh +23m.
- Giai ®o¹n 4: L¾p thanh chèng ngang thø
2 t¹i cao tr×nh +24 m.
- Giai ®o¹n 5: §µo xuèng cao tr×nh ®¸y hè
mãng +20m.
PhÇn mÒm Plaxis version 8.6 (Brinkgreve
vµ nnk, 2006) ®îc sö dông ph©n tÝch biÕn
d¹ng.
H×nh 6 thÓ hiÖn kÕt qu¶ tÝnh to¸n biÕn
d¹ng t¹i giai ®o¹n cuèi cïng khi ®µo ®Õn ®¸y
hè mãng cã l¾p ®Æt c¸c thanh chèng ngang.
3.2 Nghiªn cøu ¶nh hëng tham sè
C¸c h×nh 7 ®Õn 9 thÓ hiÖn kÕt qu¶ tÝnh ®é
lón mÆt nÒn theo kho¶ng c¸ch ngang tÝnh tõ
mÐp hè ®µo theo chiÒu dµi toµ nhµ khi c¸c
th«ng sè Hk, L, q thay ®æi. Cã thÓ thÊy r»ng
¶nh hëng cña L, q ®Õn ®é lón bÒ mÆt râ rÖt.
Hè ®µo thi c«ng cµng gÇn c«ng tr×nh vµ t¶i
träng cµng lín th× ®é lón mÆt nÒn c«ng tr×nh
l©n cËn cµng lín.
CÇn chó ý ¶nh hëng cña t¶i träng bÒ mÆt
®Õn ®é lón c«ng tr×nh tÝnh theo ph¬ng ph¸p
phÇn tö h÷u h¹n lµ ®¸ng kÓ (H×nh 9), trong
khi kÕt qu¶ tÝnh lón theo ph¬ng ph¸p lý
thuyÕt ®µn håi kh«ng cho thÊy ¶nh hëng râ
rÖt cña t¶i träng bÒ mÆt ®Õn ®é lón mÆt nÒn.
B¶ng 2. C¸c th«ng sè m« h×nh ®Êt nÒn
(Mohr-Coulomb)
Tham sè §¬n vÞ Gi¸ trÞ
Träng lîng thÓ tÝch kN/m3 18
Gãc ma s¸t trong ®é 15
Lùc dÝnh c kN/m2 5
Gãc në ®é 0
Modul biÕn d¹ng E0 kPa 104
HÖ sè Poisson - 0.35
B¶ng 3. C¸c th«ng sè m« h×nh têng
cõ thÐp
Tham sè §¬n vÞ Gi¸ trÞ
DiÖn tÝch mÆt c¾t
ngang A
cm2 96.99
Träng lîng thÓ
tÝch W
kN/m3 12
M«men qu¸n
tÝnh I
cm4/m 38.6x103
EA kN/m 2.037x106
EI kNm2/m 8.1x104
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.00 10 20 30 40 50 60 70
q=50 kN/m2
L=2m
Hk=10m
Hk=7m
Hk=5m
Hk=3m
§é lón m
Æt
nÒn,
Uy (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÐp hè ®µo (m)
H×nh 3. ¶nh hëng cña chiÒu s©u hè ®µo ®Õn
®é lón mÆt nÒn
§Þa kü thuËt sè 4-2009 43
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.00 10 20 30 40 50 60 70 80
q=50 kN/m2
Hk=10m
L=0m
L=2m
L=6m
L=10m
L=12m
§
é ló
n m
Æt
nÒn
, U
y (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÐp hè ®µo (m)
H×nh 4. ¶nh hëng cña kho¶ng c¸ch tõ mÐp hè
®µo ®Õn c«ng tr×nh ®Õn ®é lón mÆt nÒn
H×nh 5. M« h×nh bµi to¸n hè ®µo
IV. SO S¸NH KÕT QU¶ TÝNH LóN THEO
PH¦¥NG PH¸P DÇM TR£N NÒN §µN HåI Vµ
PHÇN Tö H÷U H¹N
H×nh 10 vµ 11 so s¸nh kÕt qu¶ tÝnh ®é lón
mÆt nÒn theo ph¬ng ph¸p dÇm trªn ®µn håi vµ
phÇn tö h÷u h¹n ®èi víi ph¬ng ¸n Hk=10 vµ
7m. Trong mçi trêng hîp so s¸nh, c¸c gi¸ trÞ
tham sè L, q ®îc gi÷ cè ®Þnh.
H×nh 6. Líi biÕn d¹ng khi ®µo xuèng
®¸y hè mãng
H×nh 10 cho thÊy ®èi víi ph¹m vi l©n cËn hè
®µo, hai ph¬ng ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi vµ
phÇn tö h÷u h¹n cho kÕt qu¶ ®é lón bÒ mÆt
t¬ng ®èi phï hîp trong trêng hîp hè mãng
s©u (Hk=10m). Tuy nhiªn, t¹i c¸c vÞ trÝ xa hè
®µo th×, nh×n chung, ®é lón tÝnh theo ph¬ng
ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi lín h¬n ®é lón tÝnh
theo ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n.
H×nh 11 cho thÊy, ®èi víi Hk=7m, nh×n chung
kÕt qu¶ tÝnh lón theo ph¬ng ph¸p dÇm trªn
nÒn ®µn håi nhá h¬n gi¸ trÞ t¬ng øng tÝnh theo
ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n.
Trong ph¹m vi l©n cËn hè ®µo, ®é lón tÝnh
theo hai ph¬ng ph¸p cã thÓ phï hîp nÕu chän
®îc hÖ sè rk thÝch hîp.
V× sè trêng hîp so s¸nh trong nghiªn cøu
nµy cßn h¹n chÕ nªn cÇn xÐt nhiÒu trêng hîp
tÝnh lón ®Ó ®¸nh gi¸ toµn diÖn h¬n.
Chó ý r»ng ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n cã
u ®iÓm h¬n so víi ph¬ng ph¸p dÇm trªn nÒn
®µn håi v× ngoµi ®é lón, nã cßn cho kÕt qu¶ tÝnh
chuyÓn vÞ ngang cña ®Êt nÒn. Trong thùc tÕ khi
thi c«ng c¸c hè mãng s©u th× chuyÓn vÞ ngang
còng ®îc quan t©m lín.
Ngoµi ra, ph¬ng ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi
cha xÐt ®îc ph¹m vi vâng bÒ mÆt nÒn nh
ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®· m« pháng
(tham kh¶o Potts vµ Zdravkovic, 2001).
§Þa kü thuËt sè 4-2009 44
§Ó kiÓm nghiÖm c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®é lón
cña nÒn theo c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c nhau cÇn
c¸c sè liÖu ®o biÕn d¹ng t¹i hiÖn trêng.
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.00 10 20 30 40 50 60 70
q=50 kN/m2
L=2m
Hk=10m
Hk=7m
§é lón m
Æt
nÒn,
Uy (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÐp hè ®µo (m)
H×nh 7. ¶nh hëng cña chiÒu s©u hè ®µo
®Õn ®é lón mÆt nÒn
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.00 10 20 30 40 50 60 70
q=50 kN/m2
Hk=10m
L=2m
L=6m
L=10m
L=12m
§é
ló
n m
Æt
nÒn
, U
y (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÐp hè ®µo (m)
H×nh 8. ¶nh hëng cña kho¶ng c¸ch tõ hè ®µo
®Õn c«ng tr×nh ®Õn ®é lón mÆt nÒn.
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.00 10 20 30 40 50 60 70
Hk=10m
L=2m
q=25 kPa
q=50 kPa
q=60 kPa
§é
ló
n m
Æt
nÒn
, U
y (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÐp hè ®µo (m)
H×nh 9. ¶nh hëng cña t¶i träng bÒ mÆt
®Õn ®é lón mÆt nÒn.
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.00 10 20 30 40 50 60 70
DÇm trªn nÒn ®µn håi
PhÇn tö h÷u h¹n
§é
ló
n m
Æt
nÒn
, U
y (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÐp hè ®µo (m)
q=50 kN/m2
L=2m
Hk=10m
H×nh 10. So s¸nh kÕt qu¶ tÝnh lón víi Hk=10m.
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.00 10 20 30 40 50 60 70
DÇm trªn nÒn ®µn håi
PhÇn tö h÷u h¹n
q=50 kN/m2
L=2m
Hk=7m
§é lón m
Æt
nÒn,
Uy (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÐp hè ®µo (m)
H×nh 11. So s¸nh kÕt qu¶ tÝnh lón víi Hk=7m.
V. PH¢N TÝCH BIÕN D¹NG C¤NG TR×NH
§Þa kü thuËt sè 4-2009 45
THùC TÕ
5.1 M« t¶ bµi to¸n
C«ng tr×nh toµ nhµ v¨n phßng th¸p ®«i G, Hµ
Néi, gåm 26 tÇng phÝa trªn vµ 2 tÇng hÇm víi
mÆt b»ng x©y dùng kho¶ng 70.180m2 ®îc lùa
chän ph©n tÝch ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é ¶nh hëng
lón nøt kÕt cÊu nhµ d©n xung quanh hè ®µo do
viÖc thi c«ng hè ®µo g©y ra.
Ph©n tÝch biÕn d¹ng hè ®µo ®îc m«
pháng theo ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n, s¬
®å bµi to¸n ph¼ng, sö dông phÇn mÒm Plaxis.
MÆt c¾t §«ng- T©y (h×nh 12) ®îc lùa chän
ph©n tÝch. Líi phÇn tö tam gi¸c 15 ®iÓm nót
gåm 1945 phÇn tö.
§Ó ®¬n gi¶n tÝnh to¸n, qu¸ tr×nh thi c«ng hè
mãng ®îc chia lµm 3 giai ®o¹n chÝnh sau
®©y:
- Giai ®o¹n 1: §µo ®Õn cao tr×nh -4.0m
- Giai ®o¹n 2: §µo ®Õn cao tr×nh -8.0m
- Giai ®o¹n 3: §µo ®Õn cao tr×nh -9.735m
Chó ý r»ng qu¸ tr×nh thi c«ng hè ®µo ®îc
thùc hiÖn sau khi thi c«ng hÖ cäc khoan nhåi.
M¸i hè ®µo ®îc b¶o vÖ b»ng biÖn ph¸p
tæng hîp, kÕt hîp bëi hai hµng cäc khoan nhåi
BTCT vµ hÖ neo (®inh ®Êt). Th«ng sè kü thuËt
cña cäc khoan nhåi nh sau: ®êng kÝnh
D800mm, bª t«ng m¸c C25, cèt thÐp 14D25.
Cao tr×nh ®Ønh cäc: -4.0m, cao tr×nh mòi cäc: -
15.70m. Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 hµng cäc theo
ph¬ng §«ng-T©y lµ 2.4m.
Ph¹m vi m¸i ®µo tõ cao tr×nh -4.0m ®Õn mÆt
®Êt tù nhiªn (+0.0m) ®îc gia cè bëi líp vá
BTCT dµy 10cm. Bª t«ng m¸c C20, líi thÐp
6,5, @200x200mm.
DÇm nèi ®Ønh hµng cäc khoan nhåi phÝa
tríc D800 t¹i cao tr×nh -4.0m cã kÝch thíc
1000x500mm, thÐp 10D20, bªt«ng C25. §Ønh
hai hµng cäc ®îc liªn kÕt b»ng dÇm
BTCT.DÇm ®Ønh b¶o vÖ nhµ d©n t¹i mÆt ®Êt tù
nhiªn cã c¸c lo¹i kÝch thíc 600x300mm,
500x300mm. Bª t«ng m¸c C20, cèt thÐp 620,
6,5 @200.
H×nh 12. MÆt c¾t tÝnh to¸n §«ng-T©y
§èi víi phÇn mãng, cäc khoan nhåi víi bª
t«ng m¸c C40, cèt thÐp Ra=235 MPa (D<10) vµ
Ra=390 MPa (D>10). Cã 2 lo¹i cäc khoan nhåi
®êng kÝnh kh¸c nhau D = 1200mm vµ
1000mm. Cao tr×nh ®Ønh cäc: -9,735m, cao tr×nh
mòi cäc: -50,45m (D1200mm) vµ -
39,85m ( D1000mm).
Ba hµng neo (®inh ®Êt) cã chiÒu dµi tõ 5-6m,
®êng kÝnh 100mm, gãc nghiªng 10o so víi
ph¬ng ngang. ThÐp neo cã ®êng kÝnh D20.
V÷a (P.O 32.5 xi m¨ng, tû lÖ xim¨ng-níc lµ
0,5) ®îc lÊp ®Çy lç neo. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c
hµng neo theo ph¬ng ®øng lµ 1,5m, theo
ph¬ng ngang lµ 1,5m.
ChØ tiªu c¬ lý cña c¸c líp ®Êt nÒn ®îc cho
trong b¶ng 4.
HÖ thèng èng ngang tiªu níc chiÒu dµi
4000mm, kho¶ng c¸ch ngang 3000mm, kÕt hîp
m¬ng tho¸t ®îc sö dông trong qu¸ tr×nh thi
c«ng. V× vËy, cã thÓ gi¶ thiÕt mùc níc ngÇm
®îc h¹ thÊp ë cao tr×nh -10m, tÝnh tõ mÆt ®Êt
tù nhiªn.
T¶i träng nhµ d©n xung quanh hè ®µo ®îc
gi¶ thiÕt ph©n bè ®Òu q = 36 kN/m2.
§Êt nÒn ®îc m« pháng theo m« h×nh Mohr-
Coulomb.
Cäc khoan nhåi, vá m¸i vµ dÇm ®îc m«
pháng theo phÇn tö Plate.
Neo ®îc m« pháng theo phÇn tö Anchor.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 46
BÇu neo ®îc m« pháng theo phÇn tö Geogrid.
B¶ng 4. ChØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn
Líp ®Êt
/chØ tiªu
c¬ lý
Líp 1 Líp 3 Líp 5 Líp 7
M« t¶ SÐt pha,
n©u
x¸m,
dÎo
mÒm
SÐt
pha,
n©u
x¸m,
dÎo
mÒm
SÐt
pha,
n©u
x¸m,
dÎo
mÒm
SÐt bôi,
ghi
vµng,
dÎo
cøng
w (%) 33.3 31.6 32.7 28.0
w
(kN/m3)
17.5 17.8 17.8 19.3
k
(kN/m3)
13.1 13.5 13.4 15.1
bh
(kN/m3)
18.20 18.42 18.35 19.44
2.65 2.66 2.66 2.67
e 1.023 0.97 0.985 0.768
n (%) 50.6 49.2 49.6 43.4
S (%) 86.3 86.6 88.3 97.3
LL (%) 37.9 35.4 36.9 37.2
LP (%) 21.9 20.8 22.3 22.1
PI (%) 16 14.6 14.6 15.1
LI 0.71 0.74 0.71 0.39
(®é) 9.50 6.50 9.00 16.00
c
(kN/m2)
11.00 8.00 12.00 19.00
a12
(m2/MN)
0,65 0,58 0,55 0,30
k
(m/ngµy)
5.62x10-4 5.62x10-4 5.62x10-4 5.62x10-4
0.350 0.350 0.350 0.350
E
(kN/m2)
2489.85 2717.00 2887.00 4286.00
5.2. KÕt qu¶ tÝnh to¸n
H×nh 13 cho thÊy líi phÇn tö bÞ biÕn
d¹ng khi ®µo xuèng cao tr×nh ®¸y hè mãng
(-9.735m). H×nh 14 thÓ hiÖn c¸c ®êng ®¼ng
chuyÓn vÞ ®øng. ChuyÓn vÞ ®øng lín nhÊt
®¹t gi¸ trÞ kho¶ng 58,5cm t¹i gÇn ®Ønh hè
®µo. §Êt nÒn t¹i ®¸y mãng còng bÞ ®Èy tråi
râ rÖt, ®Æc biÖt t¹i vÞ trÝ gÇn t©m hè mãng víi
gi¸ trÞ chuyÓn vÞ ®øng kho¶ng 48cm.
H×nh 15 thÓ hiÖn chuyÓn vÞ ngang cña
c¸c ®iÓm t¹i mÆt nÒn ®Ønh m¸i ®µo phÝa T©y
vµ phÝa §«ng. Trong ph¹m vi kho¶ng 12m
tÝnh tõ mÐp hè ®µo, chuyÓn vÞ ngang t¹i m¸i
®µo phÝa T©y lín h¬n ®¸ng kÓ chuyÓn vÞ
ngang t¹i m¸i ®µo phÝa §«ng. Ngoµi ph¹m
vi nµy, sù kh¸c nhau vÒ chuyÓn vÞ ngang
mÆt nÒn t¹i hai m¸i kh«ng ®¸ng kÓ. Cã thÓ
thÊy r»ng ph¹m vi ¶nh hëng do ®µo mãng
®Õn chuyÓn vÞ ngang nÒn trong kho¶ng 60m
tÝnh tõ mÐp hè ®µo.
H×nh 13. Líi biÕn d¹ng khi ®µo xuèng cao tr×nh
®¸y hè mãng
§Þa kü thuËt sè 4-2009 47
H×nh 14. §êng ®¼ng chuyÓn vÞ ®øng khi ®µo
xuèng cao tr×nh ®¸y hè mãng
-10 0 10 20 30 40 50 60 70
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
CT mÆt ®Êt tù nhiªn
M¸i ®µo phÝa T©y
M¸i ®µo phÝa §«ng
Ch
uyÓ
n v
Þ n
ga
ng
t¹
i m
Æt n
Òn
, U
x (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ ®Ønh m¸i ®µo (m)
CT ®¸y hè ®µo: -9.735m
H×nh 15. ChuyÓn vÞ ngang t¹i mÆt nÒn m¸i ®µo
phÝa §«ng vµ T©y.
0 10 20 30 40 50 60 70-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
CT mÆt ®Êt tù nhiªn
PTHH (M¸i phÝa T©y)
PTHH (M¸i phÝa §«ng)
DÇm trªn nÒn ®µn håi
§é
ló
n m
Æt n
Òn
, U
y (
m)
Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ ®Ønh m¸i ®µo (m)
CT ®¸y hè ®µo: -9.735m
H×nh 16. §é lón tÝnh to¸n t¹i mÆt nÒn m¸i ®µo
phÝa §«ng vµ T©y
H×nh 16 so s¸nh ®é lón tÝnh theo ph¬ng
ph¸p phÇn tö h÷u h¹n t¹i mÆt nÒn phÝa T©y vµ
§«ng hè ®µo. Nh×n chung gi¸ trÞ ®é lón mÆt nÒn
t¹i m¸i ®µo phÝa T©y lín h¬n gi¸ trÞ ®é lón t¹i
m¸i phÝa §«ng trong ph¹m vi l©n cËn hè ®µo.
Cã thÓ thÊy r»ng t¹i giai ®o¹n ®µo xuèng cao
tr×nh -9,735m, chuyÓn vÞ nÒn t¹i m¸i ®µo phÝa
T©y cã gi¸ trÞ kh¸ lín. §iÒu nµy cã thÓ g©y nguy
hiÓm cho sù æn ®Þnh c«ng tr×nh vµ c¸c kÕt cÊu
c«ng tr×nh l©n cËn hè ®µo. Mét sè sù cè lón nøt
nhµ d©n xung quanh ®· x¶y ra trong qu¸ tr×nh
thi c«ng hè mãng c«ng tr×nh nµy. Nguyªn nh©n
cã thÓ lµ do m¸i ®µo phÝa T©y kh«ng ®îc neo
gia cè vµ cã thÓ ®µi mãng t¹i cao tr×nh -9,735m
cha ®îc thi c«ng kÞp thêi. Do vËy, sau ®ã nhµ
thÇu ®· sö dông cõ thÐp Larsen gia cè thªm t¹i
têng hè ®µo phÝa T©y nh»m h¹n chÕ biÕn d¹ng
mÆt nÒn (H×nh 17).
H×nh 16 còng cho thÊy nh×n chung cã sù phï
hîp vÒ kÕt qu¶ tÝnh lón mÆt nÒn theo ph¬ng
ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi vµ phÇn tö h÷u h¹n.
VI. KÕT LUËN
Nghiªn cøu ¶nh hëng cña hè ®µo s©u ®Õn
biÕn d¹ng nÒn c«ng tr×nh l©n cËn lµ mét trong
nh÷ng vÊn ®Ò ®ang ®îc quan t©m lín trong
x©y dùng c«ng tr×nh t¹i c¸c ®« thÞ hiÖn nay.
KÕt qña nghiªn cøu bµi to¸n tÝnh lón mÆt nÒn
c«ng tr×nh l©n cËn hè ®µo s©u theo ph¬ng
ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi vµ ph¬ng ph¸p
phÇn tö h÷u h¹n, trong ®ã cã xÐt c¸c tham sè
¶nh hëng nh chiÒu s©u hè ®µo, kho¶ng c¸ch
hè ®µo ®Õn c«ng tr×nh l©n cËn, t¶i träng c«ng
tr×nh cho thÊy:
C¸c tham sè ¶nh hëng lín ®Õn ®é lón mÆt
nÒn c«ng tr×nh l©n cËn hè ®µo bao gåm chiÒu
s©u hè ®µo Hk, kho¶ng c¸ch tõ mÐp hè ®µo ®Õn
c«ng tr×nh l©n cËn L, vµ t¶i träng mÆt nÒn q.
Nh×n chung ®é lón mÆt nÒn c«ng tr×nh l©n cËn
hè ®µo t¨ng khi Hk t¨ng, L gi¶m, q t¨ng.
KÕt qu¶ tÝnh to¸n biÕn d¹ng ®èi víi mét c«ng
tr×nh thùc tÕ cho thÊy, nh×n chung cã sù phï hîp
nhÊt ®Þnh vÒ kÕt qu¶ tÝnh to¸n lón mÆt nÒn l©n cËn
hè ®µo s©u theo ph¬ng ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn
§Þa kü thuËt sè 4-2009 48
håi vµ phÇn tö h÷u h¹n.
H×nh 17. Gi¶i ph¸p gia cè m¸i phÝa T©y
kh¾c phôc sù cè do thi c«ng hè ®µo s©u g©y ra.
TµI LIÖU THAM KH¶O
1. Brinkgreve, R.B.J., Broere, W. and
Waterman, D. (2006). PLAXIS 2D- version 8,
User's manual, Plaxis BV, The Netherlands.
2. Il’ichev,V.A, Nikiforova, N.S and
Koreneva,E.B. (2006). Method for calculating
bed deformation of buildings near deep
excavations, Soil Mechanics and Foundation
Engineering, Vol. 43,No.6, pp. 189-196.
3. Potts D. M. and Zdravkovic, L. (2001).
Finite element analysis in geotechnical
engineering, Application, Thomas Telford,
London.
Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. Nghiªm H÷u H¹nh
§Þa kü thuËt sè 4-2009 49
§¸NH GI¸ AN TOµN VÒ THÊM Vµ æN §ÞNH CñA §ËP §ÊT
Tõ Sè LIÖU QUAN TR¾C Vµ KH¶O S¸T HIÖN TR¦êNG,
øNG DôNG CHO §ËP Hå B THñY §IÖN VÜNH S¥N
NGUYÔN CHIÕN*
D¦¥NG V¡N VIÖN*
Safety assessment of seepage and stability of earth dam based on
the observation data and field survey which has been applied to the
dam b of vinh son hydro-electric plant
Abstract: The safety assessment of reservoirs, dams has been an urgent
task requiring project management units. In this article the author raised
the methods with using monitoring materials/data on seepage and
deformation coupled with the additional referenced data related to field
survey to evaluate the safety of earth dams under the operating condition.
The application for the specific project (dam reservoir B - Vinh Son hydro-
electric Plant) showed the actual status of monitoring work over the dam
and the difficulties arising when processing the monitoring data was
undertaken. The calculated results and evaluation showed in this article
had been already accepted and used during the process of improving and
upgrading the reservoirs.
1. §Æt vÊn ®Ò
ë níc ta, h¬n 90% c¸c ®Ëp t¹o hå chøa ®·
x©y dùng ®Òu lµ ®Ëp ®Êt. Do ®Æc ®iÓm cña vËt
liÖu ®¾p ®Ëp vµ biÖn ph¸p thi c«ng, còng nh sù
thay ®æi bÊt lîi cña c¸c ®iÒu kiÖn thiªn nhiªn,
®Ëp ®Êt dÔ bÞ mÊt an toµn vÒ thÊm vµ æn ®Þnh
trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. §Ó kiÓm so¸t an toµn
cña ®Ëp, theo quy ®Þnh chung (t¹i 14TCN 100 -
2001), c¸c ®Ëp ®Êt tõ cÊp V trë lªn ®Òu ph¶i bè
trÝ quan tr¾c chuyÓn vÞ vµ quan tr¾c thÊm, ngoµi
ra, víi c¸c ®Ëp cÊp I vµ cÊp II cßn ph¶i bè trÝ
quan tr¾c ¸p lùc lç rçng, øng suÊt, ¸p lùc ®Êt
lªn kÕt cÊu bª t«ng vµ biÕn d¹ng cña c¸c bé
phËn bª t«ng cèt thÐp n»m trong ®Ëp [2]. Tuy
nhiªn, mét thùc tÕ rÊt phæ biÕn hiÖn nay lµ c¸c
sè liÖu quan tr¾c ®· kh«ng ®îc xö lý vµ sö
dông ®óng lóc, mét nguån tµi liÖu quý gi¸ bÞ bá
phÝ, trong khi nh÷ng h háng, sù cè ë ®Ëp th×
l¹i kh«ng ®îc ®¸nh gi¸ kÞp thêi.
Trong bµi nµy, víi vÝ dô cô thÓ ë ®Ëp B
thñy ®iÖn VÜnh S¬n sÏ cho thÊy hiÖu qu¶ cña
viÖc sö dông sè liÖu quan tr¾c vµ kh¶o s¸t
hiÖn trêng trong ph©n tÝch ®¸nh gi¸ an toµn
®Ëp.
2. Sö dông c¸c tµi liÖu quan tr¾c chuyÓn
vÞ vµ thÊm ë ®Ëp ®Êt
Ngoµi c¸c ®Ëp cÊp I vµ II cã c¸c yªu cÇu
quan tr¾c chuyªn s©u h¬n nh ®· nªu trªn, th×
ë tÊt c¶ c¸c ®Ëp ®Òu ph¶i bè trÝ quan tr¾c
chuyÓn vÞ vµ quan tr¾c thÊm. C¸c sè liÖu
quan tr¾c ®îc sö dông nh sau:
2.1. Quan tr¾c chuyÓn vÞ
a) ChuyÓn vÞ ®øng: §é lón cña ®Ëp ®îc
®o t¹i c¸c mÆt c¾t vµ ë c¸c cao ®é kh¸c nhau
trong th©n ®Ëp vµ nÒn ®Ëp. Tµi liÖu quan tr¾c
lón ®îc sö dông cho c¸c môc ®Ých kh¸c
nhau nh:
- KiÓm so¸t cao tr×nh ®Ønh ®Ëp, ®¶m b¶o
®Ëp kh«ng bÞ thiÕu chiÒu cao so víi yªu cÇu
* Trêng ®¹i häc Thñy lîi 175 T©y S¬n - §èng §a - Hµ Néi Email: [email protected] Mobile: 0989097791
§Þa kü thuËt sè 4-2009 50
thiÕt kÕ.
- Theo dâi diÔn biÕn lón theo thêi gian t¹i
c¸c ®iÓm kh¸c nhau trong ®Ëp. NÕu diÔn
biÕn nµy cã biÓu hiÖn kh¸c thêng so víi quy
luËt (®îc x¸c ®Þnh th«ng qua ph©n tÝch biÕn
d¹ng th«ng thêng) th× cÇn ®îc khoanh
vïng ®Ó quan tr¾c dµy h¬n. C¸c sè liÖu quan
tr¾c ®îc ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng vµ
c¶nh b¸o c¸c nguy c¬ mÊt an toµn cã thÓ
x¶y ra.
- BiÓu ®å lón theo thêi gian b×nh thêng
còng ®îc sö dông ®Ó hiÖu chØnh c¸c th«ng
sè ®Çu vµo trong ph©n tÝch øng suÊt biÕn
d¹ng ®Ëp, lµm sè liÖu tham kh¶o cho c¸c
c«ng tr×nh t¬ng tù ®ang ®îc thiÕt kÕ.
b) ChuyÓn vÞ ngang.
ChuyÓn vÞ ngang t¹i c¸c ®iÓm ®o trong
®Ëp còng ®îc sö dông t¬ng tù nh chuyÓn
vÞ ®øng. Ngoµi ra, quan hÖ gi÷a chuyÓn vÞ
ngang vµ chuyÓn vÞ ®øng t¹i mçi ®iÓm còng
lµ tµi liÖu tham kh¶o trong thiÕt kÕ c¸c ®Ëp
cã ®iÒu kiÖn t¬ng tù.
2.2. Quan tr¾c thÊm
a) §êng b·o hßa thÊm
§êng b·o hßa thÊm t¹i mçi thêi ®iÓm
(t¬ng øng víi mùc níc thîng, h¹ lu x¸c
®Þnh) ®îc vÏ tõ gi¸ trÞ cét níc ®o ¸p t¹i c¸c
®iÓm trªn cïng mét mÆt c¾t. Nã ®îc sö
dông ®Ó:
- TÝnh to¸n kiÓm tra æn ®Þnh ®Ëp t¹i thêi
®iÓm t¬ng øng.
- X¸c ®Þnh gradien thÊm t¹i c¸c vïng kh¸c
nhau trong th©n ®Ëp ®Ó kiÓm tra ®é bÒn thÊm
côc bé.
- §èi chiÕu víi ®êng b·o hßa tÝnh to¸n ®Ó
kiÓm tra nh÷ng biÕn ®æi bÊt thêng trong
th©n ®Ëp nh h×nh thµnh c¸c hang hèc, lç
hæng (®êng b·o hßa h¹ thÊp ®ét ngét), thiÕt
bÞ tho¸t níc bÞ t¾c (®êng b·o hßa d©ng
cao bÊt thêng).
b) Tæng lu lîng thÊm qua ®Ëp vµ nÒn
TrÞ sè nµy ®îc x¸c ®Þnh b»ng ®Ëp trµn ®o
lu lîng ë h¹ lu. KÕt qu¶ quan tr¾c lu
lîng thÊm ®îc sñ dông cho c¸c môc ®Ých
sau:
- §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng mÊt níc hå do thÊm
t¹i tõng thêi ®iÓm (t¬ng øng víi mùc níc
hå x¸c ®Þnh), nÕu lu lîng thÊm vît qu¸
møc cho phÐp th× hå cã kh¶ n¨ng bÞ mÊt
níc, cÇn cã biÖn ph¸p xö lý ®Ó h¹n chÕ lu
lîng thÊm.
- Theo dâi diÔn biÕn lîng thÊm mÊt níc
theo thêi gian. NÕu ch¼ng h¹n, víi cïng mét
mùc níc hå, nhng tæng lu lîng thÊm
quan tr¾c ®îc n¨m sau lín h¬n n¨m tríc
vµ kÐo dµi trong nhiÒu n¨m, th× mÆc dï tæng
lîng thÊm cha vît møc cho phÐp, nhng
cÇn c¶nh b¸o ®Ó më réng ®èi tîng quan
tr¾c, phßng ngõa ®Ëp bÞ xãi rçng trong th©n
hoÆc díi nÒn lµm t¨ng lu lîng thÊm.
- Cung cÊp trÞ sè tham kh¶o vÒ tû lÖ phÇn
tr¨m lîng thÊm mÊt níc tõng th¸ng khi
thiÕt kÕ c¸c hå t¬ng tù.
3. ¸p dông cho ®Ëp hå B - Thñy ®iÖn
VÜnh S¬n
3.1. Giíi thiÖu c«ng tr×nh
Nhµ m¸y thñy ®iÖn VÜnh S¬n ®îc x©y
dùng t¹i huyÖn VÜnh Thanh, tØnh B×nh §Þnh,
víi c«ng suÊt l¾p m¸y 66MW cÊp thiÕt kÕ
cña c«ng tr×nh lµ cÊp II. Nguån cung cÊp
níc cho nhµ m¸y lµ hÖ thèng liªn hå A - B -
C. Nhµ m¸y thñy ®iÖn vµ c¸c hå A, B ®îc
hoµn thµnh x©y dùng vµ ®a vµo khai th¸c
n¨m 1994, hå C hoµn thµnh x©y dùng n¨m
2005.
Thµnh phÇn c«ng tr×nh ®Çu mèi hå B gåm
®Ëp chÝnh, c¸c ®Ëp phô, ®êng trµn x¶ lò vµ
cöa lÊy níc vµo kªnh dÉn ®Ó tiÕp níc
xuèng hå A. §Ëp chÝnh cña hå B lµ ®Ëp ®ång
chÊt, cã chiÒu cao lín nhÊt Hmax=37m; chiÒu
dµi ®Ønh 300m. T×nh h×nh lµm viÖc cña ®Ëp
cho ®Õn nay lµ b×nh thêng, kh«ng cã h
háng lín.
N¨m 2009, nhµ m¸y thñy ®iÖn VÜnh S¬n
cã chñ tr¬ng nghiªn cøu ph¬ng ¸n n©ng
cao mùc níc d©ng b×nh thêng (MNDBT) hå
§Þa kü thuËt sè 4-2009 51
B ®Ó tËn dông lîng níc x¶ thõa trong muµ
lò phôc vô cho ph¸t ®iÖn. Nh vËy, cÇn thiÕt
®¸nh gi¸ l¹i kh¶ n¨ng lµm viÖc an toµn cña
®Ëp trong ®iÒu kiÖn míi. C¸c tµi liÖu quan
tr¾c vÒ thÊm vµ biÕn d¹ng ®îc sö dông cho
viÖc ®¸nh gi¸ nµy. Ngoµi ra, c«ng t¸c kh¶o
s¸t bæ sung còng ®· ®îc tiÕn hµnh nh»m
x¸c ®Þnh kÝch thíc h×nh häc hiÖn t¹i cña
®Ëp, vµ c¸c chØ tiªu c¬ lý thùc tÕ cña ®Êt th©n
®Ëp, nÒn ®Ëp.
3.2. HÖ thèng thiÕt bÞ quan tr¾c
C«ng tr×nh ®Çu mèi hå B khi thiÕt kÕ vµ
x©y dùng ®· tu©n thñ c¸c quy ®Þnh vÒ quan
tr¾c ®Ëp nãi chung. C¸c thiÕt bÞ quan tr¾c
®Ëp ®îc bè trÝ nh sau:
3.2.1. §Ëp chÝnh (xem h×nh 1 vµ 2)
a) Quan tr¾c lón: cã 6 mèc ®o lón ®Ëp ®Æt
t¹i 3 mÆt c¾t; 2 mèc c¬ së bè trÝ ë ®Çu ®Ëp;
b) Quan tr¾c thÊm:
- Quan tr¾c ®êng b·o hßa: bè trÝ trªn 3
mÆt c¾t, gåm 9 piezomet ®o ¸p lùc thÊm th©n
®Ëp vµ 7 piezomet ®o ¸p lùc thÊm nÒn ®Ëp.
- Quan tr¾c lu lîng thÊm: ®Ëp trµn ®o
lu lîng mÆt c¾t h×nh thang bè trÝ ë h¹ lu
®Ëp.
3.2.2 §Ëp phô t¹i cöa nhËn níc:
- Quan tr¾c ®êng b·o hßa: bè trÝ trªn mét
mÆt c¾t, cã 2 piezomet ®o ¸p lùc thÊm th©n
®Ëp.
- Quan tr¾c lón: cã 2 mèc ®o lón bè trÝ trªn
cïng mÆt c¾t víi thiÕt bÞ quan tr¾c thÊm.
pn6
pn7pn2
pn1p®2
p®1
p®3
pn3
pn4
pn5
p®8
p®7
p®9
p®5
p®4
p®6
c¸c ký hiÖu
§Ëp trµn ®o lu lîng
H×nh 1. MÆt b»ng bè trÝ thiÕt bÞ quan tr¾c
§Þa kü thuËt sè 4-2009 52
mÆt c¾t 5 - 5
pn3 pn4 pn5
p®4p®5
p®6
H×nh 2. MÆt c¾t 5-5 (lßng s«ng).
3.3. C¸c tµi liÖu quan tr¾c vµ kh¶o s¸t bæ
sung
3.3.1 Quan tr¾c lón
Cã tµi liÖu ®o ®¹c cña 3 chu kú ®Çu, c¸c lÇn
®o c¸ch nhau 1 n¨m. Qua kiÓm tra thÊy ®é lón
cña ®Ëp t¹i c¸c ®iÓm ®o phï hîp víi quy luËt vµ
kh«ng cã biÓu hiÖn bÊt thêng. V× vËy, ®·
kh«ng tiÕp tôc quan tr¾c thªm n÷a.
3.3.2 Quan tr¾c thÊm
a) Quan tr¾c ®êng b·o hßa
§êng b·o hßa t¹i c¸c mÆt c¾t trong ®Ëp
chÝnh vµ ®Ëp t¹i cöa nhËn níc ®· ®îc quan
tr¾c liªn tôc tõ n¨m 1995 ®Õn nay, trong ®ã tÇn
suÊt ®o trung b×nh kÓ tõ n¨m 1995 - 1999 lµ 3
lÇn/th¸ng; sau n¨m 1999 lµ 1 lÇn/th¸ng. C¸c kÕt
qu¶ ®o ®· ®îc lu tr÷ (d¹ng th«) cïng víi c¸c
mùc níc thîng h¹ lu t¬ng øng t¹i thêi ®iÓm
quan tr¾c [4].
b) Quan tr¾c lu lîng thÊm
Lu lîng thÊm qua ®Ëp chÝnh hå B ®îc
quan tr¾c ®ång thêi víi ®êng b·o hßa. Tuy
nhiªn, trong liÖt sè liÖu cã nhiÒu chç trèng, do
t¹i thêi ®iÓm ®o ®Ëp trµn ®o lu lîng bÞ ngËp
díi mùc níc h¹ lu.
3.3.3. Sè liÖu kh¶o s¸t bæ sung [3]
a) Kh¶o s¸t ®Þa h×nh:
§· tiÕn hµnh ®o vÏ tr¾c däc vµ c¸c mÆt c¾t
ngang cña ®Ëp hiÖn t¹i ®Ó phôc vô cho tÝnh
to¸n kiÓm tra.
b) Kh¶o s¸t ®Þa chÊt:
- §· tiÕn hµnh khoan 2 hè t¹i mÆt c¾t ®¹i
biÓu gi÷a ®Ëp: 1 hè t¹i ®Ønh ®Ëp, 1 hè t¹i c¬ h¹
lu, ®é s©u khoan ®Õn nÒn ®¸, tæng chiÒu dµi
khoan lµ 56m, lÊy víi thÝ nghiÖm mÉu ®Êt
nguyªn d¹ng: 12 mÉu; thÝ nghiÖm ®æ níc hè
khoan: 6 lÇn
- KÕt qu¶ ®· x¸c ®Þnh ®îc ®Çy ®ñ c¸c chØ
tiªu c¬ lý cña ®Êt ®¾p ®Ëp vµ ®Êt nÒn hiÖn t¹i
phôc vô cho tÝnh to¸n kiÓm tra.
3.4. TÝnh to¸n, ®¸nh gi¸ vÒ thÊm
3.4.1. Trong trêng hîp tÝnh to¸n: tiÕn hµnh
tÝnh to¸n cho mÆt c¾t quan tr¾c t¹i lßng s«ng
cña ®Ëp chÝnh hå B.
Do liÖt sè liÖu quan tr¾c kh¸ dµi nªn chän
mçi n¨m mét thêi ®iÓm ®¹i biÓu (øng víi mùc
níc cao trong hå) ®Ó tÝnh to¸n vµ ®èi chiÕu.
3.4.2. Ph¬ng ph¸p tÝnh thÊm: sö dông
ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ modun phÇn
mÒm seep/W cña bé ch¬ng tr×nh Geo studio
Verision 6.2 .
TÝNH THÊM QUA §ËP (MÆT C¾T 5-5 Hå B)
H×nh 3. TÝnh thÊm cho trêng hîp MNTL = 827,07; MNHL = 795,0.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 53
3.4.3 Tiªu chÝ ®¸nh gi¸
a) VÞ trÝ ®êng b·o hßa: Trong trêng hîp
®êng b·o hßa thùc ®o d©ng cao hoÆc h¹ thÊp
h¬n so víi vÞ trÝ tÝnh to¸n th× cÇn c¶nh b¸o vÒ
kh¶ n¨ng vËt liÖu th©n ®Ëp ®· cã biÕn ®æi,
kh«ng cßn ®ång chÊt nh trong gi¶ thiÕt tÝnh
to¸n, ch¼ng h¹n nh trong ®Ëp tån t¹i c¸c hang
hèc, khe rçng do xãi ngÇm, do ®éng vËt ®ôc
khoÐt. Khi ®ã cÇn tiÕp tôc xem xÐt ë c¸c thêi
®iÓm ®o kÕ tiÕp ®Ó cã nhËn ®Þnh chÝnh x¸c h¬n
vÒ diÔn biÕn trong th©n ®Ëp vµ ®Ò xuÊt biÖn
ph¸p xö lý nÕu cÇn thiÕt.
b) Tæng lu lîng thÊm: Kh¶ n¨ng mÊt
níc hå do thÊm ®îc ®¸nh gi¸ b»ng c¸ch so
s¸nh tæng lîng thÊm trong mét thêi gian x¸c
®Þnh (thêng lµ 1 th¸ng) víi trÞ sè cho phÐp
(Vcp).
3.4.4. KÕt qu¶ tÝnh to¸n vµ ®¸nh gi¸
a) VÞ trÝ ®êng b·o hßa
B¶ng 1. So s¸nh cao ®é ®êng b·o hßa tÝnh to¸n vµ quan tr¾c thÊm
(mÆt c¾t lßng s«ng); P§2, P§5, P§6: Sè liÖu c¸c piezomet
TT Ngµy
®o
MNTL
(m)
ChiÒu cao b·o hßa t¹i
P§4
ChiÒu cao b·o hßa t¹i
P§5
ChiÒu cao b·o hßa t¹i
P§6
Htt (m) H®o
(m) SS (%) Htt (m)
H®o
(m) SS (%) Htt (m)
H®o
(m)
SS
(%)
1 25-03-
1995 825,28 23,20 20,99 -9,53 17,60 16,25 -7,67 7,00 7,88 12,57
2 03-01-
1996 827,07 25,60 21,58 -15,70 19,20 15,45 -19,53 7,60 8,71 14,61
3 30-12-
1998 827,70 26,00 19,85 -23,65 19,60 15,26 -22,14 7,80 9,05 16,03
4 03-03-
1999 825,59 23,60 21,11 -10,55 17,80 16,61 7,16 7,00 8,51 21,57
5 07-01-
2000 827,95 27,20 22,31 -17,98 20,60 17,59 -14,61 8,20 9,79 19,39
6 16-01-
2001 825,68 23,60 20,85 -11,65 17,80 16,59 -6,80 7,20 6,84 -5,00
7 12-12-
2002 825,75 23,60 21,16 -10,34 17,80 15,99 -10,17 7,20 8,25 14,58
8 05-12-
2003 827,18 25,60 21,72 -15,16 19,40 16,56 -14,64 7,80 8,90 14,10
9 20-01-
2004 826,13 24,00 21,70 -9,58 18,00 16,55 -8,06 7,20 8,85 22,92
NhËn xÐt. Trong c¸c trêng hîp xem xÐt ë
trªn th× cao ®é ®êng b·o hßa tÝnh to¸n vµ thùc
®o cã sai sè ®¸ng kÓ, sai sè trung b×nh (trÞ sè
tuyÖt ®èi) ®¹t gÇn 14%, sai sè lín nhÊt ®¹t gÇn
23%. Tuy nhiªn, møc ®é sai sè kh«ng t¨ng theo
thêi gian, kh«ng thÓ hiÖn tÝnh quy luËt cña viÖc
§Þa kü thuËt sè 4-2009 54
d©ng cao hay h¹ thÊp ®êng b·o hßa. Nguyªn
nh©n sai kh¸c chÝnh lµ do trong thùc tÕ hÖ sè
thÊm ngang (Kx) lín h¬n thÊm ®øng (Ky) do kÕt
qu¶ cña viÖc ®¾p ®Êt tõng líp trong thi c«ng. Tû
lÖ Kx/Ky sÏ ®îc nghiªn cøu kü h¬n vµ tr×nh
bµy trong mét bµi kh¸c.
Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n còng cho thÊy gradien
thÊm lín nhÊt ë c¸c trêng hîp tÝnh to¸n kh«ng
vît qu¸ trÞ sè cho phÐp t¬ng øng víi ®Êt th©n
®Ëp.
Nh vËy c¸c líp vËt liÖu còng nh c¸c bé
phËn cña ®Ëp vÉn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn lµm viÖc
b×nh thêng.
b) Tæng lîng thÊm
Mét sè kÕt qu¶ quan tr¾c lu lîng thÊm qua
®Ëp ë c¸c n¨m nh trªn b¶ng 2.
B¶ng 2. KÕt qu¶ quan tr¾c lu lîng thÊm qua ®Ëp chÝnh hå B
( khi trong hå ®¹t MNDBT) [4]
N¨m 1995 1996 1999 2000 2001 2002 2003 2004
Q(l/s) 8,04 12,26 28,90 4,50 6,90 7,30 7,90 8,30
Wth
(m3/th¸ng)
21.187
32.308
76.157
11.858
18.183
19.237
20.818
21.872
- Møc ®é biÕn ®éng lín cña c¸c sè ®o trong
nh÷ng n¨m kÒ nhau (®Æc biÖt lµ c¸c n¨m 1999-
2000) cho thÊy ®é tin cËy cña sè liÖu ®o lu
lîng lµ thÊp, chñ yÕu do thiÕt bÞ ®o lµm viÖc
trong ®iÒu kiÖn kh«ng chuÈn (®Ëp trµn bÞ ngËp,
nhiÒu n¨m kh«ng ®o ®îc). V× vËy cÇn thiÕt
ph¶i phôc håi l¹i ®Ëp trµn ®o lu lîng vµ tiÕp
tôc theo dâi diÔn biÕn cña lu lîng thÊm qua
®Ëp.
- VÒ kh¶ n¨ng thÊm mÊt níc hiÖn t¹i, trÞ sè
tæng lîng thÊm cho phÐp trong 1 th¸ng lµ Wcp
= 1%Vhå = 970.000m3.
Nh vËy lîng thÊm mÊt níc thùc tÕ (xem
b¶ng 2) nhá h¬n nhiÒu so víi trÞ cho cho phÐp
vµ cha cÇn biÖn ph¸p xö lý.
3.5. TÝnh to¸n, ®¸nh gi¸ æn ®Þnh m¸i ®Ëp
3.5.1. C¸c trêng hîp tÝnh to¸n.
TiÕn hµnh tÝnh to¸n cho mÆt c¾t lßng s«ng, víi
c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt th©n ®Ëp vµ nÒn lÊy theo
kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®Þa chÊt bæ sung [3].
C¸c trêng hîp tÝnh to¸n ®îc lÊy víi ph¬ng
¸n n©ng cao MNDBT cña hå vµ bæ sung trµn 2
cho c«ng tr×nh ®Çu mèi. C¸c trêng hîp tÝnh to¸n
®¹i diÖn nh trªn b¶ng 3.
B¶ng 3. C¸c trêng hîp tÝnh æn ®Þnh ®Ëp chÝnh hå B
Trêng hîp Mùc níc thîng lu (m) MN h¹ lu (m) TÝnh cho m¸i Tæ hîp lùc
1 MNDBT = 828,0 795,0 H¹ lu C¬ b¶n
2 MNLTK = 831,34 798,0 H¹ lu C¬ b¶n
3 MNLKT = 831,34 -->828,0 798,0 Thîng lu C¬ b¶n
4 MNLKT = 831,50 798,5 H¹ lu ®Æc biÖt
3.5.2. Sè liÖu tÝnh to¸n
B¶ng 4. ChØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn vµ th©n ®Ëp (sè liÖu kh¶o s¸t bæ sung [3])
§Þa kü thuËt sè 4-2009 55
ChØ tiªu w(T/m3) c(T/m3) jw(®é) CW(KG/cm2) Kt (cm/s)
TrÞ sè 1,92 1,52 20044' 0,332 5,05x10-5
§êng b·o hoµ thÊm t¹i mÆt c¾t tÝnh to¸n lÊy
theo ®êng b·o hßa quan tr¾c t¬ng øng víi
tõng mùc níc tÝnh to¸n.
3.5.3. Ph¬ng ph¸p vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n
Sö dông modul Slope/W cña bé ch¬ng tr×nh
Geo-Studio Version 6.2 ®Ó tÝnh to¸n. KÕt qu¶
tÝnh to¸n hÖ sè an toµn Kmin cho c¸c trêng
hîp nh trªn b¶ng 4. HÖ sè an toµn æn ®Þnh cho
phÐp lÊy theo 14TCN 157-2005, ®èi víi ®Ëp cÊp
II.
B¶ng 5. KÕt qu¶ tÝnh æn ®Þnh cho c¸c trêng hîp ®¹i diÖn
Trêng hîp M¸i tÝnh to¸n Kmin Kcp[1] §¸nh gi¸
1 H¹ lu 1.62 1.35 æn ®Þnh
2 H¹ lu 1.36 1.35 æn ®Þnh
3 Thîng lu 1.56 1.35 æn ®Þnh
4 H¹ lu 1.41 1.15 æn ®Þnh
Nh vËy víi ph¬ng ¸n n©ng MNDBT cña hå
lªn cao tr×nh 828,0 (trÞ sè cò: 826,0) ®Ëp chÝnh
hå B vÉn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh.
4. KÕt luËn
1) Sö dông c¸c sè liÖu quan tr¾c thêng
xuyªn vÒ biÕn d¹ng vµ thÊm cña ®Ëp ®Êt cã
thÓ gi¶i ®îc c¸c bµi to¸n kh¸c nhau vÒ thÊm,
æn ®Þnh, biÕn d¹ng, ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm
viÖc an toµn cña ®Ëp, c¶nh b¸o c¸c diÔn biÕn
bÊt lîi trong th©n ®Ëp ®Ó xö lý kÞp thêi. Tµi liÖu
quan tr¾c ®Ëp còng rÊt cÇn thiÕt cho c«ng t¸c
nghiªn cøu vµ tham kh¶o trong thiÕt kÕ c¸c
c«ng tr×nh t¬ng tù.
2) ¸p dông cho ®Ëp chÝnh hå B cña Thñy
®iÖn VÜnh S¬n ®· cho nh÷ng c¬ së ®Ó ®¸nh gi¸
kh¶ n¨ng lµm viÖc an toµn vµ æn ®Þnh cña ®Ëp,
lµ ®iÒu kiÖn ®Ó xem xÐt ph¬ng ¸n n©ng cao
MNDBT cña hå nh»m t¨ng hiÖu qu¶ ph¸t ®iÖn.
3) C«ng t¸c quan tr¾c, xö lý vµ sö dông sè
liÖu quan tr¾c ®Ëp hiÖn nay vÉn cßn nhiÒu tån
t¹i, cha khai th¸c ®îc nguån tµi liÖu quý gi¸
nµy. §Ò nghÞ c¸c c¬ quan qu¶n lý quan t©m
nhiÒu h¬n ®Õn c«ng t¸c quan tr¾c c«ng tr×nh nãi
chung.
Tµi liÖu tham kh¶o
1. 14TCN 157 - 2005 - Tiªu chuÈn thiÕt kÕ
®Ëp ®Êt ®Çm nÐn.
2. 14TCN 100-2001. ThiÕt bÞ quan tr¾c côm
®Çu mèi c«ng tr×nh thñy lîi. C¸c quy ®Þnh chñ
yÕu vÒ thiÕt kÕ bè trÝ.
3. ViÖn kü thuËt c«ng tr×nh (2009). Hå s¬ Dù
¸n n©ng hiÖu qu¶ khai th¸c hå B+C, thñy ®iÖn
VÜnh S¬n.
4. Nhµ m¸y thñy ®iÖn VÜnh S¬n (2008). Tµi
liÖu quan tr¾c ®Ëp hå A, hå B.
Ngêi ph¶n biÖn: GS.TS. NguyÔn V¨n M¹o
§Þa kü thuËt sè 4-2009 56
TÝnh to¸n hÖ sè æn ®Þnh sên dèc theo
ph¬ng ph¸p m« h×nh vËt lý cã xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn t¬ng thÝch
cña lùc t¬ng t¸c
Phan TiÕn An1, Phan Trêng PhiÖt2,
NguyÔn V¨n Hoµng3, Vò §×nh Hïng4
Analysis of slope stability by using method of physical model with
consideration of compatible interslice force condition
Abstract: The paper presents expansion of the "compatible" method
taking into consideration of the compatible interslice force condition to
determine the equilibrium slip cycle to the determination of slope stability
factors of none-equilibrium cycles. The expansion of the method was
made and slope stability determination was carried out for cycles of
different stability factors under different slope geometries and soil
parameters. The tested results show that the determined slope factors are
comparable with Bishop’s simplified method and there is existing
correlation between the results obtained from the two methods. However,
there are existing some points to be thoroughly studied in order to affirm
the applicability of the ‚compatible‛ method in determination of slope
stability fact.
1. TÝnh to¸n hÖ sè æn ®Þnh trît sên dèc
cã xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn t¬ng thÝch
Ph¬ng ph¸p "t¬ng thÝch" trong x¸c ®Þnh
cung ë tr¹ng th¸i tíi h¹n trît (sè æn ®Þnh trît
Fs=1) cña sên dèc ®· ®îc tr×nh bµy trong
c«ng tr×nh míi ®©y (Phan TiÕn An vµ nnk,
2009)[1]. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¬ng ph¸p nµy cã
¸p dông cho c¸c trêng hîp cung kh«ng ë tr¹ng
th¸i tíi h¹n trît hay kh«ng (tøc lµ ph¬ng ph¸p
cã cho phÐp tÝnh hÖ sè æn ®Þnh trît cña bÊt kú
cung nµo ?). Theo ph¬ng ph¸p "t¬ng thÝch"
th× ®èi víi cung cã tr¹ng th¸i tíi h¹n cña sên dèc
ta cã:
n
i
ii
n
i
ii
n
i
iiiiiiii
VW
cltgVEXW
11
1
cossin
sinsincos)(
1
(1)
NÕu toµn bé hoÆc mét phÇn cña l¸t c¾t nµo ®ã n»m trong ®íi chøa níc ngÇm th× Wi tÝnh
theo träng lîng riªng cña ®Êt ë tr¹ng th¸i ®Èy
næi vµ cã thªm ®¹i lîng ¸p lùc níc lç rçng lµ
uibi, tøc lµ (Wi+Xi)cosi trong c«ng thøc (1)
thay b»ng (Wi,®Èy næi+Xi-uibi)cosi. §èi víi l¸t c¾t
nµo ngËp díi níc th× céng thªm träng lîng
cña cét níc bªn trªn.
NÕu ®èi víi bÊt kú cung nµo kh«ng ë tr¹ng
th¸i tíi h¹n trît (cã hÖ sè an toµn chèng trît
1. NCS, Côc Thñy lîi - Bé NN&PTNT
2. §¹i häc Thñy lîi Hµ Néi;
3. ViÖn §Þa chÊt - ViÖn KHCN ViÖt Nam.
E-mail: [email protected],
Tel: 0912150785
4. Ban Qu¶n lý c¸c Dù ¸n Thñy lîi - Bé N«ng
nghiÖp vµ Ph¸t triÓn N«ng th«n.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 57
Fs1), nÕu lÊy hÖ sè huy ®éng ma s¸t trong tg
vµ hÖ sè huy ®éng cêng ®é lùc dÝnh c b»ng hÖ
sè Fs th× c«ng thøc (1) trë thµnh:
n
i
ii
n
i
ii
n
i
i
ss
iiiiiii
VW
lF
c
F
tgVEXW
11
1
cossin
sinsincos)(
1
(2)
n
i
ii
n
i
ii
n
i
iiiiiiii
s
VW
cltgVEXW
F
11
1
cossin
sinsincos)(
(3)
BiÕn ®æi trªn hoµn toµn ®óng vÒ mÆt to¸n
häc. §Ó kiÓm chøng ®é chÝnh x¸c cña ph¬ng
ph¸p, ®· tiÕn hµnh tÝnh to¸n hÖ sè æn ®Þnh theo
ph¬ng ph¸p nµy ®èi víi nhiÒu cung kh¸c nhau
cña c¸c sên dèc kh¸c nhau vµ gi¸ trÞ träng
lîng riªng, gãc ma s¸t trong vµ cêng ®é lùc
dÝnh cña ®Êt kh¸c nhau. KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®îc
so s¸nh víi kÕt qu¶ tÝnh theo ph¬ng ph¸p l¸t
c¾t ®¬n gi¶n:
n
i
ii
n
i i
iiiii
s
W
mtgbuWlc
F
1
1 )(
sin
1)(
(4)
Víi m(i) vµ ui nh sau:
iii
s
iiii hu
F
tgm
;
sincos)( (5)
Sai sè t¬ng ®èi gi÷a hÖ sè æn ®Þnh trît tÝnh
theo ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch (Fstt) vµ ph¬ng
ph¸p Bishop l¸t c¾t ®¬n gi¶n (FsB) tÝnh theo
c«ng thøc:
%100sB
sBstt
F
FFSS
(6)
2. Trêng hîp 1
= 63o24 ®é; ®é cao sên dèc 4m;
=1,9T/m3; c = 0,175T/m2; = 15o; kh«ng ngËm
níc.
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0
Kho¶ng c¸ch (m)
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Cèt cao t¬ng ®
èi (m
)
=1.9T/m3
c= 0.175T/m2
=15o
63.4o
=1.7T/m3
c= 0.10T/m2
=15o
Trêng hîp 1 Trêng hîp 2
(Trêng hîp 2)
(Trêng hîp 2)
H×nh 1. C¸c cung tÝnh to¸n trong trêng hîp 1
vµ 2 (mùc níc ngÇm ë cèt cao 2m vµ mùc
níc mÆt ë cèt cao 1m)
H×nh 2. HÖ sè æn ®Þnh tÝnh theo ph¬ng ph¸p
Bishop l¸t c¾t ®¬n gian vµ ph¬ng ph¸p "t¬ng
thÝch": trêng hîp 1
KÕt qu¶ cho thÊy t¬ng quan hÖ sè æn ®Þnh
§Þa kü thuËt sè 4-2009 58
trît tÝnh theo hai ph¬ng ph¸p nµy ®èi víi
trêng hîp tÝnh to¸n nµy rÊt chÆt chÏ. Khi
FsB<1,18 th× Fs tÝnh theo ph¬ng ph¸p "t¬ng
thÝch" lín h¬n tÝnh theo ph¬ng ph¸p Bishop
®¬n gi¶n vµ ngîc l¹i.
B¶ng 1. KÕt qu¶ tÝnh to¸n hÖ sè æn ®Þnh trît trêng hîp 1, 2 vµ 3.
Trêng hîp 1 Trêng hîp 2 Trêng hîp 3
X Y R FsB Fstt SS
(%) FsB Fstt
SS
(%) FsB Fstt
SS
(%)
8,903 7,33 6,70 0,9436 1,0000 6,0 0,8794 0,9654 9,8 0,6276 0,641 2,1
8,900 7,500 6,400 0,9750 1,0057 3,1 0,9010 0,9579 6,3 0,7277 0,7231 -0,6
8,836 7,400 6,460 0,9764 1,0139 3,8 0,9057 0,9704 7,1 0,6994 0,6996 0,0
8,800 7,500 6,440 0,9975 1,0260 2,9 0,9238 0,9786 5,9 0,7356 0,7308 -0,7
8,500 7,250 6,750 1,0335 1,0912 5,6 0,9687 1,0601 9,4 0,6597 0,6737 2,1
8,500 7,600 6,900 1,0583 1,0929 3,3 0,9900 1,0507 6,1 0,7122 0,7142 0,3
8,500 8,000 7,000 1,0983 1,1122 1,3 1,0233 1,0606 3,6 0,7975 0,789 -1,1
8,000 7,500 6,500 1,2380 1,2461 0,7 1,1571 1,1925 3,1 0,8846 0,8674 -1,9
8,500 9,000 7,000 1,3116 1,2818 -2,3 1,1947 1,1887 -0,5 1,1947 1,1654 -2,5
8,500 9,000 6,750 1,3859 1,3456 -2,9 1,2502 1,2355 -1,2 1,2502 1,2191 -2,5
8,500 9,000 6,500 1,4870 1,4379 -3,3 1,3254 1,3036 -1,6 1,3254 1,2915 -2,6
8,000 9,000 7,000 1,5211 1,4742 -3,1 1,3940 1,3717 -1,6 1,394 1,3599 -2,4
TB: 1,3 3,9 -0,8
3. Trêng hîp 2
H×nh 3. HÖ sè æn ®Þnh tÝnh theo ph¬ng ph¸p
Bishop l¸t c¾t ®¬n gian vµ ph¬ng ph¸p "t¬ng
thÝch": trêng hîp 2
Nh trêng hîp 1, nhng träng lîng thÓ
tÝch cña ®Êt vµ cêng ®é lùc dÝnh thÊp h¬n
vµ lµ =1,7T/m3; c=0,10T/m2; =15o;
KÕt qu¶ cho thÊy t¬ng quan hÖ sè æn
®Þnh trît tÝnh theo hai ph¬ng ph¸p nµy ®èi
víi trêng hîp tÝnh to¸n nµy vÉn rÊt chÆt
chÏ. Khi FsB<1,25 th× Fs tÝnh theo ph¬ng
ph¸p "t¬ng thÝch" lín h¬n tÝnh theo ph¬ng
ph¸p Bishop ®¬n gi¶n vµ ngîc l¹i.
3. Trêng hîp 3
Nh trêng hîp 2, nhng mùc níc ngÇm
ë cèt cao 2m, mùc níc biÓn ë cèt cao 1m,
=1,T/m3; c=0,0T/m2; = 15o;
§Þa kü thuËt sè 4-2009 59
H×nh 4. HÖ sè æn ®Þnh tÝnh theo ph¬ng ph¸p
Bishop l¸t c¾t ®¬n gian vµ ph¬ng ph¸p "t¬ng
thÝch": trêng hîp 3
KÕt qu¶ cho thÊy t¬ng quan hÖ sè æn ®Þnh
trît tÝnh theo hai ph¬ng ph¸p nµy ®èi víi
trêng hîp tÝnh to¸n nµy vÉn rÊt chÆt chÏ vµ
h¬n h¼n trêng hîp 1 vµ 2. Khi FsB<0,7 th× Fs
tÝnh theo ph¬ng ph¸p "t¬ng thÝch" lín h¬n
mét chót tÝnh theo ph¬ng ph¸p Bishop ®¬n
gi¶n vµ ngîc l¹i.
H×nh 5 thÓ hiÖn t¬ng quan ®èi víi c¶ 3
trêng hîp 1, 2 vµ 3 nªu trªn. V× trªn thùc tÕ
c¸c cung cã hÖ sè æn ®Þnh trît nhá h¬n 1 mét
Ýt vµ kh«ng lín qu¸ (®Õn kho¶ng 1.4) ®îc quan
t©m h¬n c¶ (øng víi c¸c ®iÓm vµ ph¬ng tr×nh
t¬ng quan ®èi víi hÖ sè æn ®Þnh trît lín h¬n
0.9 theo ph¬ng ph¸p Bishop l¸t c¾t ®¬n gi¶n).
§èi víi c¸c ®iÓm tÝnh to¸n nµy, phÇn tr¨m sai
sè (SS) cña hÖ sè æn ®Þnh trît tÝnh theo
ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch vµ Bishop l¸t c¾t ®¬n
gi¶n lµ: TB=1,8% ; Min=-3,3% ; Max=9,8%. Tõ
h×nh 5 cã thÓ thÊy hai ®êng th¼ng t¬ng quan
râ rÖt cho hai d¶i gi¸ trÞ hÖ sè æn ®Þnh trît: mét
d¶i víi Fs tÝnh theo ph¬ng ph¸p Bishop l¸t c¾t
®¬n gi¶n nhá h¬n 0,9 vµ mét d¶i víi Fs lín h¬n
0,9.
H×nh 5. HÖ sè æn ®Þnh tÝnh theo ph¬ng ph¸p
Bishop l¸t c¾t ®¬n gian vµ ph¬ng ph¸p "t¬ng
thÝch": trêng hîp 1, 2 vµ 3
4. Trêng hîp 4: gãc sên dèc 30 ®é
§iÒu kiÖn nh trêng hîp 2, nhng mùc níc
ngÇm vµ níc biÓn lµ 1m, gãc ma s¸t trong vµ
cêng ®é lùc dÝnh h÷u hiÖu cña l¸t c¾t cã ®¸y
n»m díi mùc níc b»ng 85% ë ®iÒu kiÖn kh«ng
ngËm níc. Trong trêng hîp nµy ®· tiÕn hµnh
tÝnh to¸n Fs theo ph¬ng ph¸p quÐt (di chuyÓn vÞ
trÝ t©m cung tÝnh to¸n vµ thay ®æi b¸n kÝnh cung)
nh»m x¸c ®Þnh Fs nhá nhÊt. Tuy nhiªn, kÕt qu¶
cho thÊy nhiÒu cung cã sù sai kh¸c SS gi÷a
ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch vµ Bishop t¬ng ®èi
lín. §Ó ®¸nh gi¸ mèi t¬ng quan chØ sö dông c¸c
c¸c cung (thÓ hiÖn trªn h×nh 6) cã gi¸ trÞ cã gi¸
tuyÖt ®èi cña SS nhá h¬n 10. Trong trêng hîp
nµy SS trung b×nh b»ng 4,7% (Fs tÝnh theo
ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch cao h¬n tÝnh theo
ph¬ng ph¸p Bishop l¸t c¾t ®¬n gi¶n). T¬ng
quan gi÷a hÖ sè æn ®Þnh trît tÝnh theo 2 ph¬ng
ph¸p nµy thÓ hiÖn trªn h×nh 7.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 60
2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0Kho¶ng c¸ch (m)
-1.0
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0C
èt ca
o t
¬n
g ®
èi (m
)
Mùc níc biÓnMùc níc ngÇm
30o=1.9T/m3
c= 0.175T/m2
=15o
c'= 0.1488T/m2
'=12.75o
H×nh 6. Cung tÝnh to¸n trong trêng hîp 3:
FsB=0,7249-1,1368; Fstt=0,7848-1,1328
KÕt qu¶ cho thÊy t¬ng quan hÖ sè æn ®Þnh
trît tÝnh theo hai ph¬ng ph¸p nµy ®èi víi
trêng hîp tÝnh to¸n nµy vÉn chÆt chÏ, tuy
nhiªn cã kÐm h¬n trong c¸c trêng hîp trªn. Tõ
h×nh 1 vµ h×nh 6 cã thÓ thÊy trong sè c¸c cung
tÝnh to¸n ë trêng hîp 4 cã nhiÒu cung trong
th©n ®ª cã ®é cong lín (c¶ theo híng trît vµ
ngîc híng trît). Cã lÏ ®©y lµ mét trong c¸c
lý do dÉn ®Õn sù kh«ng ®ång nhÊt trong mèi
quan hÖ gi÷a hÖ sè æn ®Þnh trît tÝnh theo
ph¬ng ph¸p Bishop l¸t c¾t ®¬n gi¶n vµ ph¬ng
ph¸p t¬ng thÝch ®ang nghiªn cøu.
H×nh 7. HÖ sè æn ®Þnh tÝnh theo ph¬ng ph¸p
Bishop l¸t c¾t ®¬n gi¶n vµ ph¬ng ph¸p "t¬ng
thÝch": trêng hîp 4
B¶ng 2: KÕt qu¶ tÝnh to¸n hÖ sè æn ®Þnh trît trêng hîp 4
X Y R FsB Fstt SS(%) X Y R FsB Fstt SS(%)
8,0 5,5 4,5 1,0407 0,9838 -5,5 7,0 6,0 4,5 1,0206 1,0784 5,7
7,5 5,5 4,5 1,0806 1,0310 -4,6 7,5 6,0 4,5 0,9581 1,0125 5,7
7,0 5,5 4,5 1,1368 1,1152 -1,9 8,5 7,0 6,0 0,8780 0,9280 5,7
9,0 5,5 4,5 1,0356 1,0287 -0,7 8,0 6,0 6,0 0,7467 0,7895 5,7
8,5 5,5 4,5 0,9890 0,9878 -0,1 7,5 7,0 6,0 0,9825 1,0389 5,7
7,5 5,5 4,0 1,0218 1,0280 0,6 7,0 6,5 5,5 1,0567 1,1187 5,9
8,5 6,0 5,0 0,9266 0,9478 2,3 7,0 7,0 5,5 1,0412 1,1033 6,0
8,5 5,0 4,0 1,0111 1,0376 2,6 7,5 7,0 5,5 0,9654 1,0234 6,0
8,0 6,0 5,0 0,9403 0,9674 2,9 8,0 6,0 4,5 0,9451 1,0021 6,0
7,0 5,5 4,0 1,0427 1,0802 3,6 8,0 5,5 4,0 0,9930 1,0550 6,2
7,5 6,0 5,0 0,9892 1,0249 3,6 7,0 7,0 5,0 1,0401 1,1058 6,3
§Þa kü thuËt sè 4-2009 61
X Y R FsB Fstt SS(%) X Y R FsB Fstt SS(%)
7,5 5,0 4,0 1,0162 1,0551 3,8 9,0 4,0 4,0 0,7379 0,7918 7,3
8,0 5,0 4,0 0,9851 1,0258 4,1 8,5 6,5 6,0 0,7616 0,8200 7,7
8,0 6,5 5,5 0,9228 0,9650 4,6 8,0 6,0 5,5 0,8043 0,8670 7,8
7,0 6,0 5,0 1,0638 1,1126 4,6 9,0 4,5 4,0 0,8201 0,8863 8,1
8,5 6,5 5,5 0,8883 0,9314 4,9 9,5 7,0 6,5 0,7249 0,7848 8,3
7,0 5,0 4,0 1,0791 1,1328 5,0 7,0 4,0 4,0 0,9444 1,0226 8,3
7,5 6,5 5,5 0,9776 1,0289 5,2 7,5 5,0 5,0 0,7973 0,8650 8,5
8,5 6,0 5,5 0,7775 0,8197 5,4 8,5 5,0 4,5 0,7887 0,8565 8,6
8,0 7,0 6,0 0,9200 0,9709 5,5 8,0 5,0 4,5 0,8145 0,8877 9,0
8,0 6,5 6,0 0,7931 0,8709 9,8
NhËn xÐt - KÕt luËn
§· thö tiÕn hµnh ph¸t triÓn ph¬ng ph¸p
tÝnh to¸n x¸c ®Þnh hÖ sè æn ®Þnh trît cña
sên dèc theo ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch ®èi
víi trêng hîp cung kh«ng ë tr¹ng th¸i tíi
h¹n. §· minh häa thö øng dông cho nhiÒu
trêng hîp m«i trêng ®Êt ®ång nhÊt cã vµ
kh«ng cã ¸p lùc níc lç rçng. Tõ kÕt qu¶ cã
thÓ rót ra mét sè nhËn xÐt sau, mµ cÇn ph¶i
cã nhiÒu nghiªn cøu thªm ®Ó cã kÕt luËn x¸c
®¸ng:
- Ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch cã thÓ ¸p dông
cho trêng hîp cung kh«ng ë tr¹ng th¸i tíi
h¹n trît;
- Ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch ®ang nghiªn
cøu cã thÓ kh«ng ¸p dông ®îc cho mäi
cung tÝnh to¸n, nhng kÕt qu¶ thö ¸p dông
cho thÊy lµ rÊt cã kh¶ n¨ng ¸p dông cho
nh÷ng trêng hîp cung thÕ nµo ®ã;
- Mèi t¬ng quan gi÷a hÖ sè æn ®Þnh trît
tÝnh theo ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch ®ang
nghiªn cøu vµ ph¬ng ph¸p Bishop lµ c¾t
®¬n gi¶n cho thÊy ë d¶i gi¸ trÞ hÖ sè æn ®Þnh
thÊp ph¬ng ph¸p Bishop cho kÕt qu¶ lín
h¬n ph¬ng ph¸p t¬ng thÝch ®ang nghiªn
cøu vµ ngîc l¹i;
- Cã thÓ tån t¹i hai ph¬ng tr×nh t¬ng
quan kh¸c nhau râ rÖt ®èi víi d¶i gi¸ trÞ hÖ sè
æn ®Þnh trît nhá vµ d¶i gi¸ trÞ hÖ sè æn ®Þnh
trît lín.
TµI LIÖU THAM KH¶O
Phan TiÕn An, Phan Trêng PhiÖt, NguyÔn
V¨n Hoµng, Vò §×nh Hïng, 2009. Ph©n tÝch
trît sên dèc theo ph¬ng ph¸p m« h×nh vËt lý
cã xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn t¬ng thÝch cña lùc t¬ng
t¸c. T¹p chÝ §Þa kü thuËt sè 3/2009, trang 15-
23.
Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. Vò V¨n ThÆng
§Þa kü thuËt sè 4-2009 62
C¸c gi¶i ph¸p ®¶m b¶o æn ®Þnh
bê má than lé thiªn §Ìo Nai
KiÒu Kim Tróc*
Measures to ensure the slope stability of the Deonai coal open pit
mine
Abstract: Mine slope deformation in Vietnam has occurred rather
frequently, causing a lot of economic losses and instability for mining
operation, especially in big coal pits being enlarged and deepen. The
paper presents some solutions to ensure the stability of slopes at Deonai
coal open pits basing on results of long-year study on slope movement,
geological structure, geotechnical properties and hydrogeology as well.
The paper also gives out general
Recommendations on ensuring slope stability of Vietnam coal pit mines,
Deonai is the first lesson to be introduced.
1. C«ng t¸c nghiªn cøu biÕn d¹ng bê má
ë ViÖt Nam
C¸c bê má lé thiªn cã cÊu t¹o nh nh÷ng
m¸i dèc lín víi chiÒu cao hµng tr¨m mÐt, chiÒu
dµi hµng ngµn mÐt mµ khèi trît cã thÓ lín tíi
hµng chôc triÖu m3 lu«n lµ ®èi tîng nghiªn cøu
trong thiÕt kÕ, khai th¸c má vµ phôc håi ®Êt ®ai.
Sù thay ®æi gãc dèc 1 cña nh÷ng bê má lín
dÉn ®Õn sù thay ®æi tµi chÝnh hµng triÖu ®«la. VÝ
dô nh bê B¾c §Ìo Nai hiÖn nay cao h¬n
200m, dµi h¬n 1000m, khi thay ®æi 1 lµ thay
®æi lîng ®Êt bãc h¬n 2 triÖu m3, víi gi¸ bãc ®Êt
h¬n 50 tØ ®ång.
HiÖn nay vµ nhiÒu n¨m n÷a, khai th¸c lé
thiªn vÉn chiÕm u thÕ, s¶n xuÊt trªn díi 50%
s¶n lîng than. Nhu cÇu than hiÖn t¨ng cao
trªn 20%/n¨m ®Õn 2025 theo Quy ho¹ch ph¸t
triÓn ngµnh Than. ViÖc n©ng c«ng suÊt vµ më
réng, ®µo s©u má lµ ®ßi hái cÊp thiÕt. Bê má lé
thiªn sÏ lín h¬n, chiÒu s©u khai th¸c sÏ lín
h¬n, vÊn ®Ò æn ®Þnh bê má cµng trë nªn cÊp
thiÕt.
BiÕn d¹ng bê má ë níc ta x¶y ra kh¸ phæ
biÕn, g©y nhiÒu thiÖt h¹i cho s¶n xuÊt, ph¶i
bãc xóc ngoµi kÕ ho¹ch, lµm bÈn vµ t¨ng tæn
thÊt than (Ak >35%). Chi phÝ xö lÝ khèi trît
lín h¬n nhiÒu so víi biÖn ph¸p ®Ò phßng (bÞ
®éng xóc ®Êt trît tõ ®¸y má lªn so víi xóc
bãc phÝa trªn tríc). ChÝnh v× vËy nghiªn cøu
æn ®Þnh bê má kh«ng chØ lµ vÊn ®Ò kÜ thuËt vµ
an toµn lao ®éng, mµ cßn lµ vÊn ®Ò kinh tÕ.
HiÖn ViÖt Nam cã c¸c má lé thiªn lín lµ §Ìo
Nai, Cäc S¸u, Cao S¬n, Hµ Tu, Nói BÐo vµ Na
D¬ng. B¸o c¸o sÏ giíi thiÖu kÕt qu¶ nghiªn cøu
vµ x¸c ®Þnh c¸c gi¶i ph¸p ®¶m b¶o æn ®Þnh bê
má, bao gåm ®¸nh gi¸ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt kÜ thuËt
má, hiÖn tr¹ng biÕn d¹ng bê má, dù b¸o æn ®Þnh
bê má kÕt thóc vµ ®a ra c¸c gi¶i ph¸p kiÕn nghÞ
víi c¸c th«ng sè tèi u.
Qu¸ tr×nh nghiªn cøu ®· thùc hiÖn nhiÒu thÝ
nghiÖm trong phßng vµ ngoµi hiÖn trêng, ph©n
tÝch ngîc c¸c khu vùc biÕn d¹ng, cËp nhËt
ph©n tÝch cÊu tróc c¸c g¬ng khai th¸c v.v... ®Ó
x¸c ®Þnh ®îc ®Æc tÝnh c¬ lý cña khèi ®¸ bê má,
tÝnh to¸n, x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè æn ®Þnh cho bê
má. C«ng t¸c x©y dùng vµ sö dông c¬ së d÷
liÖu ®Þa chÊt quan hÖ víi c¸c phÇn mÒm tÝch
hîp vµ tÝnh to¸n æn ®Þnh bê má ®îc øng dông
* TËp ®oµn TKV. 226 Lª DuÈn, Hµ Néi.
Tel: 04. 3518 7578.
Email: [email protected]
§Þa kü thuËt sè 4-2009 63
réng r·i (phÇn mÒm Geolinx, Galena…). Theo
thêi gian, mét sè b¶n thiÕt kÕ cã thÓ thay ®æi,
nhng nh÷ng ®¸nh gi¸ khoa häc th× vÉn gi÷
®îc c¶ nh÷ng ý nghÜa thùc tiÔn.
H×nh 1. M« h×nh bê má §Ìo Nai, c¸c lç khoan th¨m dß vµ tuyÕn quan tr¾c dÞch chuyÓn.
2. Tãm t¾t ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt vµ biÕn d¹ng
bê má
C¸c vØa than chÝnh ®îc khai th¸c lµ vØa Dµy
vµ vØa G, theo thø tù tõ díi lªn, chñ yÕu t¹i vØa
G1 khu c«ng trêng chÝnh trô Nam vµ khu
moong thuéc trô B¾c. §Þa tÇng chøa than thuéc
trÇm tÝch Mez«z«i tuæi Trias thîng. Nham
th¹ch bao gåm c«ngl«merat, s¹n kÕt, c¸t kÕt
h¹t th« h¹t mÞn, bét kÕt, sÐt kÕt vµ than. Ruéng
má bÞ ph©n c¾t m¹nh mÏ bëi hÖ thèng ®øt gÉy
phøc t¹p thµnh c¸c khèi kiÕn t¹o gåm bê T©y
B¾c, bê B¾c, bê §«ng B¾c (bê v¸ch, bê c«ng
t¸c) vµ bê trô Nam, trong ®ã bê v¸ch (T©y B¾c)
vµ bê trô (Nam) lµ ®Æc trng chung cho c¸c má
lé thiªn khai th¸c quÆng d¹ng vØa.
C¸c bê má chÝnh ®Òu ®ang bÞ biÕn d¹ng. BiÕn
d¹ng lµm bïng nÒn ®¸y hµo, ®Èy gÉy vØa than,
trïm lÊp trô vØa, lµm bÈn than, g©y khã kh¨n khai
th¸c vµ ®¸nh gi¸ tr÷ lîng. Khèi lîng than ®Êt
tÝnh theo cËp nhËt tr¾c ®Þa so víi thèng kª thêng
gi¶m h¬n 5-7% (h×nh 2, 4).
H×nh 2. BiÕn d¹ng bê trô Nam: nøt khèi ®¸ vµ trît theo mÆt trô.
2.1. Bê trô Nam: ph©n bè trªn c¸nh n»m cña
kho¸ng sµng cã ®Æc ®iÓm nham tÇng lµ c¸c líp
®¸ díi than cã thÕ n»m ®¬n tµ c¾m xu«i theo bê
má vµo kh«ng gian khai th¸c tõ 20 ®Õn 37. VØa
G1 khu c«ng trêng chÝnh phÝa Nam cã híng
c¾m B¾c t¬ng ®èi æn ®Þnh, cã cÊu tróc mét ®¬n
tµ. Khu vùc trung t©m kho¸ng sµng giíi h¹n gi÷a
®øt gÉy A3 vµ A2 lµ c¸c tËp than vØa G mµ tríc
§Þa kü thuËt sè 4-2009 64
®©y gäi lµ vØa Dµy, cã híng c¾m §«ng Nam
dèc h¬n 40.
Bê trô Nam cã cÊu tróc ®¸ trô vØa than c¾m
xu«i theo chiÒu dèc bê má, dèc 15-37. Tõ n¨m
1976 bê má ®· bÞ biÕn d¹ng, møc ®é t¨ng
nhanh dÇn ®Õn 1981 vµ ph¸ hñy vµo n¨m 1983
(chiÕm ph¹m vi 17 ha, s©u 10-20m). Lóc ®ã má
ph¶i c¶i t¹o l¹i bê, bãc gÇn hÕt c¸c líp ®¸ yÕu
®· trît lë (h¬n 2 triÖu m3). Do vËy tõ ®ã ®Õn
1995 møc ®é dÞch chuyÓn thuyªn gi¶m ®¸ng kÓ.
Tuy nhiªn, tõ n¨m 1995 ®Õn nay sù dÞch
chuyÓn ®ang gia t¨ng mét c¸ch ®¸ng lo ng¹i, cô
thÓ lµ phÝa §«ng khu C«ng trêng chÝnh (h×nh
2).
Bê biÕn d¹ng kiÓu trît khèi theo mÆt tiÕp
xóc yÕu. VËn tèc dÞch chuyÓn æn ®Þnh v0 =1
mm/n®, VËn tèc dÞch chuyÓn tíi h¹n vth = 3- 4
mm/n® (mïa kh«). Mïa ma vËn tèc t¨ng lªn
20 lÇn (h×nh 3). Thêi gian diÔn biÕn biÕn d¹ng
kÐo dµi nhiÒu n¨m, giai ®o¹n biÕn d¹ng tÝch
cùc - 2 n¨m, ph¸ hñy x¶y ra nhanh, m¹nh, díi
1 n¨m. PhÝa T©y sau khi ph¸ hñy hiÖn ®ang
t¬ng ®èi æn ®Þnh. Khu vùc gi÷a ®ang bÞ ph¸
hñy tõ díi møc +130m. Khu vùc phÝa §«ng tr÷
lîng than cßn s©u tíi -200m, ®é dèc lín, c«ng
t¸c xuèng s©u tËp trung ë ®©y nªn tõ n¨m 1995
®Õn nay tèc ®é cã chiÒu híng gia t¨ng tõ 1-2
mm/n® hµng n¨m lªn h¬n 14mm/n® n¨m 2001,
vÐc t¬ dÞch chuyÓn tõ díi 1m hµng n¨m lªn 5m
n¨m 2001. ViÖc khai th¸c vØa G1 xuèng s©u ë
®©y sÏ ®a bê má ®Õn sù biÕn d¹ng ph¸ hñy
toµn bé chiÒu cao bê nÕu kh«ng cã biÖn ph¸p
phßng chèng h÷u hiÖu.
Nguyªn nh©n chÝnh lµ hiÖn tîng c¾t ch©n
c¸c líp ®¸ yÕu dèc h¬n 17 (‘= 17) trªn c¸c
tÇng vµ tån tr÷ níc ngÇm cã ¸p trong nham
th¹ch gÇn trô vØa mµ cha bÞ bãc lé.
H×nh 3. X¸c ®Þnh vËn tèc dÞch chuyÓn tíi h¹n bê trô Nam.
H×nh 4. BiÕn d¹ng bê v¸ch T©y B¾c: uèn ®æ vµ trît khèi.
2.2. Bê B¾c: n»m ë c¸nh treo kho¸ng sµng, trªn phÇn lín chiÒu cao phÝa trªn nham tÇng gåm
§Þa kü thuËt sè 4-2009 65
c¸c líp ®¸ t¬ng ®èi æn ®Þnh víi thÕ n»m c¾m
ngîc vµo bê má. PhÝa díi ch©n bê má l¹i thÓ
hiÖn c¸c líp ®¸ thay ®æi híng c¾m. Víi cÊu tróc
phøc t¹p cña bê B¾c th× hiÖn tîng th¸o kh« bê
má (tõng tÇng chøa níc riªng biÖt) chØ x¶y ra tíi
®é cao bãc lé nh÷ng tÇng ®ã vµ c¸c ®íi ®øt gÉy
c¾t vµo ph¬ng vØa than. HiÖn nay ®é cao xuÊt lé
níc ngÇm quan tr¾c ®îc t¹i +100m +75m
trªn bê B¾c khi ®¸y má +60m, vµ +280 m t¹i bê
T©y B¾c (Lé TrÝ) khi ®¸y má t¹i ®©y lµ +140 m.
Qu¸ tr×nh biÕn d¹ng còng t¨ng cêng th¸o kh« bê
má.
Bê B¾c víi ®Æc trng ®¸ c¾m ngîc chiÒu dèc
bê má, dèc 30-40. PhÝa T©y bÞ chia c¾t ch»ng
chÞt bëi ®øt gÉy , A1 (ngang), vµ A2, A3, A4
(däc) vµ mét nÕp låi tõ ®é cao +160m lµm nham
th¹ch phÝa díi chuyÓn sang c¾m Nam, g©y bÊt
lîi cho æn ®Þnh bê má.
BiÕn d¹ng x¶y ra trªn ph¹m vi 40 ha, thÓ tÝch
10 triÖu m3 (n¨m 1990), theo kiÓu trît khèi c¸c
líp bÞ uèn t¸ch (uèn ®æ, h×nh 4), t¹o nªn c¸c khe
nøt thÒm bËc ngîc. VËn tèc dÞch chuyÓn giai
®o¹n æn ®Þnh v0=3-4 mm/n®, VËn tèc dÞch chuyÓn
tíi h¹n vth=10 mm/n® vµo mïa kh« (h×nh 5). Mïa
ma vËn tèc t¨ng lªn 5-10 lÇn. Giai ®o¹n tÝch cùc
kÐo dµi 6 n¨m (1984-1990), thêi gian ph¸ hñy kÐo
dµi 3 n¨m (1988-1990). DÞch chuyÓn gi¶m dÇn
cho ®Õn n¨m 1995 l¹i b¾t ®Çu gia t¨ng chu kú míi
(h×nh 6). N¨m 2001, dÞch chuyÓn ®i 10-20m. Bê
má ®· bÞ ph¸ hñy mÊt tÝnh nguyªn khèi, chØ cßn
l¹i lµ sù trît lë theo qu¸n tÝnh.mçi khi bèc xóc
phÝa díi khu moong, hµng chôc mÐt mçi n¨m.
Khèi trît v« h×nh trung ®îc bãc xóc dÇn tõ phÝa
díi. §Ønh khèi trît n¨m 1988 ®· h¹ thÊp hµng
chôc mÐt.
20
22
24
26
28
30
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
N¨m
Gã
c d
èc,
§é
0
5
10
15
20
25
30
Vk
, m
m/n
®
Gãc dèc , ®é
VËn tèc mïa kh« Vk,mm/ng®
H×nh 5. BiÕn thiªn tèc ®é dÞch chuyÓn vµ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ tíi h¹n (chu kú 1).
VËn tèc dc tuyªn Eb/§N theo thêi gian
1991-2003 theo n¨m
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
v91 v92 v93 v94 v95 v96 v97 v98 v99 v00 v01 v02 v03
N¨m
VËn
tèc
dc, m
m/n
®
I
1
2
3
4
5
6
G§
7
8
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
H×nh 6. VËn tèc dÞch chuyÓn c¸c mèc bê má theo thêi gian c¸c n¨m (chu kú 2).
Nguyªn nh©n chÝnh cña qu¸ tr×nh biÕn d¹ng ë ®©y lµ gãc dèc bê má qu¸ cao trong ®iÒu kiÖn ®Þa
§Þa kü thuËt sè 4-2009 66
chÊt kÜ thuËt kh«ng thuËn lîi. Nham tÇng bÞ ¶nh
hëng cña ph¸ hñy kiÕn t¹o, ®Êt ®¸ yÕu, bê sòng
níc trªn phÇn lín chiÒu cao. Cao tr×nh xuÊt lé
níc ngÇm h¹ xuèng hiÖn nay lµ do ¶nh hëng
cña qu¸ tr×nh biÕn d¹ng.
3. §¸nh gi¸ vµ x¸c ®Þnh c¸c gi¶i ph¸p ®¶m
b¶o ®é æn ®Þnh bê má §Ìo Nai
3.1. Bê trô Nam
BiÖn ph¸p gi÷ æn ®Þnh bê trô lµ gi¶m tèi ®a
c¸c nguyªn nh©n g©y trît nh hiÖn tîng c¾t
ch©n tÇng vµ gia c«ng sên tÇng theo mÆt líp ®Ó
gi¶m t¸c ®éng cña phong hãa. ChiÒu cao tÇng
tèi ®a phô thuéc gãc dèc líp ®¸ kh«ng vît qu¸
giíi h¹n x¸c ®Þnh theo [3]. ChiÒu réng tÇng gi÷a
c¸c nhãm tÇng ph¶i lín h¬n 10% chiÒu réng
l¨ng trô trît. Nh vËy mçi khu vùc sÏ biÓu hiÖn
biÕn d¹ng mét c¸ch ®éc lËp, cßn c¸c ®êng vËn
t¶i trªn ®ã vÉn ®îc sö dông l©u dµi. Ph¶i theo
dâi sù tho¸t níc ngÇm qua c¸c ®øt g·y vµ ®¸y
má ®Ó cã c¬ së ®i ®Õn gi¶i ph¸p khoan gi¶m ¸p
vµ quan tr¾c dÞch chuyÓn. C¸c gi¶i ph¸p cô thÓ
®¶m b¶o æn ®Þnh bê trô Nam lµ:
- Lo¹i bá c¸c hiÖn tîng c¾t ch©n líp ®¸ ®Ó c¾t
tÇng khi gãc dèc líp ®¸ lín h¬n gãc ma s¸t trong
mÆt líp nham th¹ch, t¹i ®©y lµ 17.
- Trong qu¸ tr×nh khai th¸c xuèng s©u sÏ vÉn
tån tr÷ ¸p lùc níc ngÇm trong trô vØa. Do ®ã cÇn
khoan c¸c lç khoan th¸o kh« gi¶m ¸p n»m ngang
hay th¼ng ®øng.
- Trong trêng hîp nµy, chiÒu cao cho phÐp
mét tÇng theo mÆt líp (bê sòng níc) sÏ phô
thuéc vµo gãc dèc líp ®¸, thÓ hiÖn trªn h×nh 2.4
vµ thay ®æi tõ 50 m ®Õn 100 m. §©y còng chÝnh lµ
bíc kho¶ng c¸ch theo chiÒu cao ®Ó khoan c¸c
lç khoan gi¶m ¸p.
- ChiÒu réng mÆt tÇng tèi thiÓu phô thuéc vµo
= sÏ thay ®æi tõ 20 m (khi = 40) ®Õn 35 m (
khi < 25).
- Cïng víi viÖc ®¸p øng c¸c th«ng sè tõng
tÇng, cÇn ph¶i kiÓm tra ®é æn ®Þnh chung toµn bê.
NÕu kÕt qu¶ kiÓm to¸n ®¶m b¶o ®é an toµn th×
cÊu tróc bê má ®îc chÊp nhËn. Trong trêng
hîp ngîc l¹i cÇn ph¶i lµm tho¶i chung gãc dèc
toµn bê b»ng c¸ch níi réng chiÒu r«ng mÆt tÇng
phÝa trªn vµ t¹o bê låi.
- Tïy theo vÞ trÝ, cÊu tróc bê má cã thÓ kh¸c
nhau. H×nh d¹ng bê má tèi u ®îc x¸c ®Þnh nh
trªn h×nh 7, víi kÕt qu¶ kiÓm to¸n cho thÊy bê
kiÕn nghÞ ®¶m b¶o æn ®Þnh.
a2
I
i
a2
67
K285
K260
-400m
-200mkÕt thóc 3 má (CÈm Ph¶)
100m
200m
300m
400m
VØa G1khu CTC
2001
1998
1988
2002
2003
§Þa h×nh c¸c n¨m
Lç khoan th¨m dß
vÐc t¬ dÞch chuyÓn
0m
-300m
-100m
0m
-200m
100m
200m
300m
400m
-300m
Mèc quan tr¾c dÞch ®éng
MÆt trît§øt gÉy ®c
-100m
c6
c6
VØa Dµy
-400m
K3A
Bê kiÕn nghÞ
242000
IICn 1c 2c3c 4c
5c 7c 8c9c
10c11c
12c14c
15c
16c'
17c18c
Iicn 1c 2c3c 4c
5c 7c 8c9c
10c11c
12c14c
15c15c1
16c'
16c17c
18c19c
H×nh 7. H×nh d¹ng bê kÕt thóc tèi u t¹i mÆt c¾t
tuyÕn Cn nam §Ìo Nai.
3.2. Bê v¸ch T©y B¾c
§èi víi bê má khu vùc nµy th× ®é æn ®Þnh phô
thuéc rÊt nhiÒu vµo cÊu tróc ®Þa chÊt vµ c¸c th«ng
sè ®Þa c¬ má chung cña bê. Møc ®é tin cËy cña
c¸c th«ng sè nµy quyÕt ®Þnh sù tin cËy cña c«ng
t¸c ®¸nh gi¸ æn ®Þnh.
- Ph¬ng ph¸p tÝnh ngîc t×m chØ tiªu c¬ häc
®¸ trong m«i trêng ph¸ hñy kiÕn t¹o ®· ®îc ®Ò
xuÊt trªn c¬ së ®Æc tÝnh biÕn d¹ng cña khu vùc Lé
TrÝ vµ bê B¾c. KÕt qu¶ thu ®îc ®· sö dông cho
tÝnh to¸n lµ c = 5 T/m2, = 35.
- Víi kÕt qu¶ thu ®îc vÒ cÊu tróc vµ tÝnh chÊt
bê B¾c vµ T©y B¾c, bê má ®îc kiÕn nghÞ cã h×nh
d¹ng hîp lý lµ d¹ng låi - lâm. Gãc nghiªng bê má
phÇn trªn nhê ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt thñy v¨n thuËn
lîi h¬n cã thÓ lÊy 1 - 2 lín h¬n phÇn díi. PhÇn
gi÷a cã thÓ lÊy gÇn ®óng tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë 2
gi¸ trÞ gãc dèc thu ®îc.
- H×nh d¸ng bê kiÕn nghÞ låi - lâm thÓ hiÖn
trªn h×nh 8. HÖ sè æn ®Þnh lÊy b»ng 1,15 do c¸c
th«ng sè tÝnh to¸n sö dông tõ kÕt qu¶ tÝnh
ngîc.
§Þa kü thuËt sè 4-2009 67
G1moong
G1moong
G1-2
50CT
K293
K19 K160
1074
51B
K169
K32
§Þa h×nh 2002 Lç khoan td
KÕt thóc Pa2
VÐc t¬ dÞch chuyÓn
2002
2003
VØa DÇy
§Þa h×nh 1988
300m
-100m
0m
100m
§øt gÉy kiÕn t¹o
MÆt trît
Biªn giíi kÕt thóc
G1
An
fa2
G II
K173
K33
§é tro than
400m
Mèc dÞch ®éng
A4
A2
A3
300L
200m
25
0X
0X
75
0X
50
0X
19981988
K168
K174
20002001
Bê kiÕn nghÞ
17 e
I Eb7e 8e
9e11e 13e
14e 2
14e 3
14e15e
16e17e
18e
19e
1e 7e 8e9e
11e
13e
14e 2
15e 16e
17e
H×nh 8. H×nh d¹ng bê má tèi u t¹i mÆt c¾t tuyÕn
Eb b¾c §Ìo Nai.
Nh ®· tr×nh bµy tríc ®©y, ®èi víi nh÷ng khu
vùc cã biÕn d¹ng, khèi lîng c«ng t¸c khoan næ
cã xu híng gi¶m bít. §ã lµ do biÕn d¹ng lµm
gi¶m lùc dÝnh kÕt ®Êt ®¸, lµm nøt nÎ vµ suy yÕu
nham tÇng. §©y lµ ®Æc ®iÓm cã thÓ lîi dông trong
qu¸ tr×nh c«ng nghÖ vµ kÜ thuËt b»ng gi¶i ph¸p
®iÒu khiÓn tÝch cùc hîp lÝ. CÇn cã nh÷ng thÝ ®iÓm
®Çu tiªn giíi h¹n trªn nh÷ng tÇng cao 45 - 50 m
vµ gãc dèc 30 - 32.
BiÖn ph¸p chèng trît lë cã hiÖu qu¶ nhÊt lµ
chñ ®éng ®iÒu khiÓn biÕn d¹ng. Bê má sÏ ®îc
thiÕt kÕ cã h×nh d¹ng víi hÖ sè æn ®Þnh n xÊp xØ
1,2 ®Ó vÉn duy tr× mét qu¸ tr×nh biÕn d¹ng ®µn håi
vµ æn ®Þnh. §ång thêi nã sÏ cã h×nh d¹ng bê låi
víi gãc dèc xung quanh 24 ®é (cã ®é æn ®Þnh cao
h¬n vµ ph¶i bãc Ýt ®Êt h¬n). Bê má ®îc chia
thµnh c¸c tÇng lín cã chiÒu cao trung b×nh 50m,
mçi tÇng lín nµy l¹i ®îc hîp thµnh bëi 5 tÇng
c«ng t¸c nhá h¬n víi chiÒu cao 10m, chiÒu réng
mÆt tÇng 12m. Gãc dèc mçi tÇng lín phÝa trªn
kho¶ng 30 , phÝa díi 32 . Trªn c¸c tÇng lín cã
thÓ bè trÝ thiÕt bÞ bãc xóc víi sè lîng theo nhu
cÇu s¶n lîng, ®ång thêi ®¶m b¶o sù linh ho¹t vµ
c¬ ®éng trong hiÖu chØnh h×nh d¹ng vµ kÝch thíc
bê theo thiÕt kÕ. §iÒu khiÓn biÕn d¹ng bê má lµ
mét qu¸ tr×nh lÆp ®i lÆp l¹i c¸c bíc hiÖu chØnh vµ
bæ sung c¸c yÕu tè ®Þa chÊt, biÕn d¹ng vµ ®¸nh
gi¸ æn ®Þnh, ®iÒu chØnh bãc ®Êt sao cho hÖ sè æn
®Þnh n n»m trong kho¶ng 1,05-1,2 vµ biÕn d¹ng
x¶y ra trong ph¹m vi an toµn víi tèc ®é dÞch
chuyÓn bÐ h¬n vËn tèc tíi h¹n vth=10 mm/n®. Khi
gÇn tiÕn tíi giíi h¹n dõng cña khu T©y B¾c, hÖ sè
æn ®Þnh n cã thÓ ®îc ®iÒu chØnh gi¶m ®i cßn n
=1,05-1,1 víi møc ®é biÕn d¹ng gia t¨ng gÇn ®Õn
tíi h¹n.
ViÖc ®iÒu khiÓn ®îc biÕn d¹ng bê b¾c §Ìo
Nai sÏ ®em ®Õn nh÷ng lîi Ých nh:
- Gi¶m khèi lîng ®Êt bãc do duy tr× ®îc
gãc dèc lín vµ h×nh d¹ng tèi u (bê låi dèc h¬n
24). So víi bê æn ®Þnh 22, thÓ tÝch khèi ®Êt
kh«ng ph¶i bãc lµ 3 triÖu m3, gi¸ bãc h¬n 70 tØ
®ång. Cßn nÕu ®Ó bê h¬n 25 nh hiÖn nay th×
mÊt æn ®Þnh mµ vÉn ph¶i bãc xóc.
- S¬ bé lµm biÕn d¹ng ®Êt ®¸, dÉn ®Õn gi¶m
chi phÝ khoan næ (1/6 gi¸ thµnh bãc ®Êt) vµ t¹o
®iÒu kiÖn tho¸t níc ngÇm.
- ViÖc ®iÒu khiÓn biÕn d¹ng bê v¸ch lµ tËp
dît khi tiÕn dÇn ®Õn giíi h¹n khai th¸c lóc cÇn hÖ
sè æn ®Þnh thÊp nhÊt.
4. Nh÷ng kiÕn nghÞ chung cho c¸c má lé
thiªn Than ViÖt Nam
- PhÇn lín c¸c bê má lé thiªn ®· vµ ®ang
biÕn d¹ng, møc ®é gia t¨ng theo khèi lîng s¶n
xuÊt. NÕu kh«ng ¸p dông c¸c gi¶i ph¸p n©ng cao
®é æn ®Þnh bê má th× qu¸ tr×nh xuèng s©u ph¸t
triÓn s¶n xuÊt sÏ gÆp nh÷ng khã kh¨n nh lµm
®×nh trÖ, gi¸n ®o¹n c«ng t¸c, lµm bÈn vµ tæn thÊt
than, thËm chÝ g©y nguy hiÓm cho c¸c c«ng tr×nh
vµ ho¹t ®éng xung quanh bê má.
- ViÖc bãc xóc ®Êt ®¸ dän dÑp khèi trît vµ
vËn t¶i tõ díi lªn kh«ng ph¶i lµ gi¶i ph¸p chèng
trît lë hîp lý, kh«ng cã t¸c dông lµm gi¶m t¶i
khèi trît, vµ kh«ng t¨ng ®îc æn ®Þnh cña bê má
(trõ trêng hîp ph©n t¸ch côc bé c¸c khu vùc
riªng biÖt). §©y chØ lµ nh÷ng nhu cÇu kÜ thuËt t¹m
thêi. NÕu kh«ng cã c¸c gi¶i ph¸p chèng trît lë
®Ých thùc nh lµm tho¶i bê, th¸o kh« tho¸t ¸p…
th× nh÷ng chu k× trît lë míi l¹i sÏ xuÊt hiÖn.
- Trong nhiÒu b¶n thiÕt kÕ khai th¸c kÕt thóc
kho¸ng sµng ®· ¸p dông th«ng sè bê má kh«ng
phï hîp víi ®iÒu kiÖn æn ®Þnh thùc tÕ.
- §Ó c¶i thiÖn t×nh tr¹ng nh võa nªu vµ t¹o
®iÒu kiÖn khai th¸c ph¸t triÓn s¶n xuÊt b×nh
§Þa kü thuËt sè 4-2009 68
thêng ®Õn ®é s©u thiÕt kÕ kÕt thóc th× cÇn ph¶i
®iÒu chØnh thiÕt kÕ kÜ thuËt cña c¸c má cã hiÖn
tîng kh«ng æn ®Þnh theo c¸c th«ng sè bê má
hîp lý, cµng sím cµng cã ý nghÜa.
- Khi khai th¸c ®Õn bê kÕt thóc, cè g¾ng tËn
dông ®iÒu kiÖn ¸p dông ®æ th¶i trong vµ gi¶i khÊu
hÑp nh÷ng tÇng cuèi cïng.
- §èi víi bê c«ng t¸c ë c¸nh treo, cÇn lµm
t¨ng gãc dèc bê má bê kÕt thóc b»ng c¸ch chËp
®«i, chËp ba tÇng vµ t¹o h×nh d¹ng bê låi.
- C«ng t¸c quan tr¾c dÞch chuyÓn cho phÐp
®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng æn ®Þnh bê má vµ hiÖu qu¶
c¸c gi¶i ph¸p chèng biÕn d¹ng ®· ¸p dông. Sè
lîng ®ît quan tr¾c phô thuéc nhiÒu vÊn ®Ò nh
tèc ®é khai th¸c, møc ®é nguy hiÓm…, tuy
nhiªn th«ng thêng cho hoµn c¶nh c¸c má lé
thiªn hiÖn nay th× nªn ®o 2 - 4 ®ît 1 n¨m, trong
®ã 2 ®ît mïa kh« vµ 2 ®ît mïa ma. §Ó kÞp
thêi cã c¸c ®¸nh gi¸ vµ ®iÒu chØnh cÇn thiÕt th×
kÕt qu¶ ®o ®¹c cÇn ®îc xö lý trong thêi gian
kh«ng qu¸ 1 th¸ng kÓ tõ ngµy ®o. CÇn ph¶i qui
ho¹ch thu gom vµ gi¶i phãng nguån níc mÆt
ch¶y vµo má, bëi v× sù tån t¹i tµng tr÷ cña
chóng lµm tr¬ng në, biÕn mÒm nham th¹ch
c¸t, sÐt kÕt vµ tån tr÷ ¸p lùc níc ngÇm.
- C«ng t¸c kiÓm so¸t biÕn d¹ng dÞch chuyÓn
bê má lé thiªn nãi riªng còng nh kiÓm so¸t biÕn
d¹ng mÆt ®Êt, ®Þa tÇng má do khai th¸c hÇm lß
nãi chung cÇn ®îc ph¸t triÓn theo híng thèng
nhÊt, tËp trung, chuyªn m«n vµ chuyªn nghiÖp
hãa, ®Ó theo kÞp nhu cÇu ph¸t triÓn më réng s¶n
xuÊt.
- ViÖc ¸p dông c¸c gi¶i ph¸p phßng chèng
biÕn d¹ng bê má kÞp thêi kh«ng ®¬n thuÇn lµ ®¶m
b¶o s¶n xuÊt an toµn mµ cã ý nghÜa lín kh¸c lµ
n©ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ.
Tµi liÖu tham kh¶o
1. §oµn V¨n KiÓn (chñ nhiÖm), NguyÔn ChÝ
Quang, KiÒu Kim Tróc vµ nnk. X©y dùng C¬ së
d÷ liÖu ®Þa chÊt vµ ®¸nh gi¸ tr÷ lîng kinh tÕ
kho¸ng sµng than Tæng Cty TVN (phÇn c¸c má lé
thiªn). C«ng ty PT Tin häc, C«ng nghÖ vµ M«i
trêng, TVN. Hµ Néi. 2001
2. Puxtovoitova T.K., Nghiªm H÷u H¹nh,
Hoµng Kim VÜnh (®ång chñ nhiÖm), nnk. Nghiªn
cøu æn ®Þnh bê má lé thiªn ViÖt Nam vµ kiÕn nghÞ
c¸c biÖn ph¸p n©ng cao ®é æn ®Þnh cña chóng.
VNIMI&ViÖn NCKHKT Má. Hµ néi - Lªningrad.
1989-1990.
3. Puxtovoitova T.K., KiÒu Kim Tróc (®ång
chñ nhiÖm), TrÇn Minh §¶n, Lª Xu©n Thu, Lu
V¨n Thùc vµ nnk. Nghiªn cøu biÕn d¹ng bê má
vµ c¸c biÖn ph¸p ®¶m b¶o æn ®Þnh bê má lé
thiªn ë c¸c má §Ìo Nai, Cäc S¸u, Cao S¬n,
Hµ Tu, Nói BÐo vµ Na D¬ng. ViÖn VNIMI-ViÖn
KHCN Má. Lªningrad-Hµ Néi. 2003. 151 tr.
4. Doug Keckler. Surfer for Windows. Golden
Software Inc. Colorado.USA. 1995.
5. Ed. McElroy. MapInfo User’s Guide.
MapInfo Corporation. Troy, New York.
USA..2000.
6. Galena 3.1 for Windows. Clover
Technonogy Associates Pty. Ltd. Robertson,
NSW. Australia. 2001.
7. Smith M. L.. Geologic and Mine Modelling
using Techbase and Lynx. AA. Balkema.
Rotterdam. Netherland. 1999.
8. Фисенко Г.Л., Пустовойтова Т.К., Мочалов
А.М, Галустьян Э.Л. и др. Правила обеспечения
устойчивости откосов на угольных разрезах. С.
Петербург . 1998. 207 tr.
Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. NguyÔn Sü Ngäc
§Þa kü thuËt sè 4-2009 69
thÓ lÖ viÕt bµi ®¨ng t¹p chÝ ®Þa kü thuËt
T¹p chÝ §Þa kü thuËt ®îc xuÊt b¶n 3 th¸ng/kú, theo GiÊy phÐp ho¹t ®éng b¸o chÝ sè
1358/GPXB ngµy 17-6-1996 cña Bé V¨n hãa vµ Th«ng tin.
T«n chØ vµ môc ®Ých cña T¹p chÝ lµ: C«ng bè c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu khoa häc, c«ng
nghÖ, phæ biÕn, trao ®æi kiÕn thøc, tiÕn bé kü thuËt vµ kinh nghiÖm trong c¸c lÜnh vùc ®Þa chÊt
c«ng tr×nh, c¬ häc ®Êt - nÒn mãng, c¬ häc ®¸, ®Þa kü thuËt vµ m«i trêng, c¸c vÊn ®Ò ®Êt -
níc - m«i trêng vµ con ngêi, gãp phÇn n©ng cao chÊt lîng c¸c c«ng tr×nh x©y dùng h¹
tÇng c¬ së, ®¸p øng nhu cÇu c«ng nghiÖp hãa, hiÖn ®¹i hãa ®Êt níc.
Trong thêi gian qua T¹p chÝ ®· nhËn ®îc sù ®ãng gãp, ñng hé nhiÖt thµnh cña nhiÒu
®ång nghiÖp ®«ng ®¶o b¹n ®äc, c¸c tæ chøc, c¬ quan, ban ngµnh vÒ bµi viÕt, th«ng tin vµ vËt
chÊt … T¹p chÝ mong tiÕp tôc nhËn ®îc sù céng t¸c vµ ñng hé ®ã.
Bµi göi ®¨ng T¹p chÝ ®îc ®¸nh m¸y vi tÝnh theo font Unicode Times New Roman, cì
ch÷ 12, in trªn khæ A4 kÌm theo ®Üa mÒm hoÆc ®Üa CD. Bµi viÕt sö dông tiÕng ViÖt, kÌm theo
tãm t¾t néi dung b»ng tiÕng ViÖt vµ Anh (kh«ng qu¸ 200 tõ). C«ng thøc ®îc viÕt theo
Equation Editor vµ ®¸nh sè thø tù vÒ bªn ph¶i. §¬n vÞ tÝnh cña c¸c ®¹i lîng vËt lý ph¶i
sö dông ®¬n vÞ theo hÖ SI. C¸c b¶n vÏ ph¶i theo ®óng quy ®Þnh vÏ kü thuËt, kÝch thíc
kh«ng qu¸ 15 x 20cm. C¸c bµi cã b¶n ®å tõng vïng hoÆc c¶ níc cÇn vÏ theo mÉu chÝnh
x¸c, ®óng theo quy c¸ch hiÖn hµnh; c¸c b¶n vÏ, biÓu b¶ng ph¶i ®îc ®¸nh sè thø tù. Dung
lîng bµi b¸o kh«ng vît qu¸ 8 trang kÓ c¶ h×nh ¶nh, biÓu b¶ng, tµi liÖu tham kh¶o.
Thø tù s¾p xÕp bµi b¸o:
- Tªn bµi b¸o (b»ng tiÕng ViÖt);
- Hä vµ tªn t¸c gi¶;
- §Þa chØ, Tel/Fax; Email;
- Tãm t¾t néi dung (b»ng tiÕng ViÖt);
- Tªn bµi b¸o vµ tãm t¾t néi dung b»ng tiÕng Anh;
- Néi dung bµi b¸o;
- Tµi liÖu tham kh¶o: ®îc ®¸nh m¸y liÒn víi bµi vµ ®îc ghi theo thø tù ABC. C¸c tµi liÖu
tham kh¶o tr×nh bµy theo tr×nh tù: TiÕng ViÖt, tiÕng Anh, tiÕng Latinh, tiÕng Nga, tiÕng Trung…,
theo thø tù: Tªn t¸c gi¶, tªn tµi liÖu, nhµ xuÊt b¶n, n¨m xuÊt b¶n.
Ban Biªn tËp sÏ bè trÝ lÊy ý kiÕn ph¶n biÖn truíc khi ®¨ng. Bµi kh«ng ®îc ®¨ng kh«ng tr¶
l¹i b¶n th¶o.
T¸c gi¶ bµi viÕt ph¶i chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ c¸c th«ng tin cung cÊp vµ ®îc biÕu 02 cuèn t¹p
chÝ cã bµi ®¨ng.
ý kiÕn ®ãng gãp, bµi göi ®¨ng vµ ®Æt mua t¹p chÝ xin liªn hÖ theo ®Þa chØ sau:
ViÖn ®Þa kü thuËt
38 phè BÝch C©u, quËn §èng §a - Hµ Néi
Tel: 04.22141917; 22108643; Fax: 04. 37325213, Email: [email protected],
[email protected]; Website: http//www.vgi-vn.com