Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật khu vực thành phố hồ chí minh phục vụ phát triể

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VÕ NHẬT LUÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA KỸ THUẬT KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN GIAO THÔNG NGẦM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT HÀ NỘI - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VÕ NHẬT LUÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA KỸ THUẬT KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN GIAO THÔNG NGẦM Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 9520501 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.TS ĐỖ MINH TOÀN 2.TS NGUYỄN THỊ NỤ HÀ NỘI - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi. Các thông tin, số liệu trong luận án là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng, cụ thể, các trích dẫn theo đúng quy định. Kết quả nghiên cứu trong luận án là khách quan, trung thực, chưa từng có ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Võ Nhật Luân ii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN.

ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .v DANH MỤC CÁC BẢNG. vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ. ix MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của đề tài.

Mục đích nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

Luận điểm bảo vệ. Các đóng góp khoa học mới của luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Cơ sở tài liệu thực hiện đề tài.

Cấu trúc luận án .6 Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỊA KỸ THUẬT PHỤC VỤ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG NGẦM ĐÔ THỊ. Tổng quan về địa kỹ thuật và công trình giao thông ngầm đô thị. Tổng quan về địa kỹ thuật. Tổng quan công trình giao thông ngầm đô thị.

Các phương pháp thi công xây dựng công trình giao thông ngầm đô thị. Các vấn đề địa kỹ thuật phát sinh khi thi công xây dựng công trình giao thông ngầm đô thị. Tình hình nghiên cứu địa kỹ thuật phục vụ xây dựng công trình giao thông ngầm đô thị. Các nghiên cứu trên thế giới.

Các nghiên cứu tại Việt Nam .34 Kết luận chương 1 .40 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG ĐỊA KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH. Đặc điểm môi trường địa chất Thành phố Hồ Chí Minh. Đặc điểm địa tầng, địa chất Đệ tứ. Đặc điểm tính chất xây dựng của đất đá.

Đặc điểm hiện tượng địa chất động lực công trình. Đặc điểm địa hình, địa mạo. Đặc điểm thủy văn, hải văn và địa chất thủy văn. Đặc điểm khí độc hại.

Đặc điểm hệ thống kỹ thuật khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. Khái quát chung về hệ thống kỹ thuật của Thành phố Hồ Chí Minh. Đánh giá đặc điểm và phân cấp hệ thống kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Phân khu địa kỹ thuật khu vực Thành phố Hồ Chí Minh phục vụ xây dựng công trình giao thông ngầm.

Mục đích và ý nghĩa phân khu địa kỹ thuật. Nguyên tắc phân khu địa kỹ thuật. Tiêu chí phân khu địa kỹ thuật. Phương pháp thành lập sơ đồ phân khu địa kỹ thuật.

Kết quả phân khu địa kỹ thuật .73 Kết luận chương 2 .85 Chương 3: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG NGẦM. Khái quát đặc điểm quy mô và công nghệ thi công các công trình giao thông ngầm tại Thành phố. Về đặc điểm quy mô công trình giao thông ngầm. Về đặc điểm công nghệ thi công các công trình giao thông ngầm.

Dự báo các vấn đề địa kỹ thuật khi thi công công trình giao thông ngầm Thành phố Hồ Chí Minh. Phương pháp tính toán và lựa chọn phần mềm tính toán. Phân tích lựa chọn các mặt cắt địa kỹ thuật để tính toán. Dự báo các vấn đề địa kỹ thuật khi thi công bằng phương pháp đào mở.

Phương pháp dự báo lún bề mặt khi thi công hầm bằng công nghệ TBM. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến lún bề mặt khi thi công đường hầm bằng công nghệ TBM. Ảnh hưởng của áp lực gương. Phân tích ảnh hưởng dạng kết cấu móng công trình đến độ lún bề mặt.

Ảnh hưởng của đường kính hầm. Ảnh hưởng của chiều sâu đặt hầm đến độ lún bề mặt. Đề xuất các giải pháp ổn định khi thi công xây dựng công trình giao thông ngầm Thành phố Hồ Chí Minh. Đối với công trình giao thông ngầm thi công bằng phương pháp đào mở.

Đối với công trình giao thông ngầm thi công bằng phương pháp đào kín .130 Kết luận chương 3 .130 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .133 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .134 TÀI LIỆU THAM KHẢO .135 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Giải thích a1-2 cm2/kG Hệ số nén lún Lực dính kết, lực dính kết hữu hiệu, lực dính kết c, c‟, cu , ccu kPa không thoát nước theo sơ đồ UU, CU Cc Chỉ số nén Cr Chỉ số nở CDM Cọc xi măng đất CU Cố kết - không thoát nước CSHT Cơ sở hạ tầng CTN Công trình ngầm CTGTN Công trình giao thong ngầm cv m2/năm Hệ số cố kết theo phương thẳng đứng ĐBSCL Đồng Bằng Sông Cửu Long ĐCCT Địa chất công trình ĐCTV Địa chất thủy văn E kPa Mô đun biến dạng e; eo Hệ số rỗng; Hệ số rỗng tự nhiên Eđh kPa Mô đun đàn hồi EPB Earth pressure balance (Áp lực đất) FEM Mô hình phần tử hữu hạn ĐKT Địa kỹ thuật ĐKTXD Địa kỹ thuật xây dựng FOS Hệ số ổn định công trình GS Giáo sư HRM Phương pháp phản ứng Hyperstatic Ip Chỉ số dẻo Ir Chỉ số độ cứng Is Độ sệt K cm/ng.đ Hệ số thấm KGN Không gian ngầm KHCN Khoa học công nghệ HTKT Hệ thống kỹ thuật MCN Mặt cắt ngang MNN Mực nước ngầm MTĐC Môi trường địa chất MTĐKT Môi trường địa kỹ thuật MTXQ Môi trường xung quanh New Australian Tunnelling Method - Phương NATM pháp đào hầm mới của Áo nnk Những người khác NXB Nhà Xuất Bản vi PGS Phó giáo sư PTHH Phần tử hữu hạn qc kG/cm2 - Sức kháng đầu mũi RQD Rock Quality Designation - Chỉ số chất lượng đá SPT Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn TBM Tunnel Boring Machine TP Thành phố TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh TS Tiến sĩ TSKH Tiến sĩ khoa học W % Độ ẩm tự nhiên WL % Giới hạn chảy Wp % Giới hạn dẻo γw g/cm3 Khối lượng thể tích tự nhiên γc g/cm3 Khối lượng thể tích khô γs g/cm3 Khối lượng riêng vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Các phương pháp thi công CTGTN khu vực đô thị. Chuyển vị cho phép của tường chắn đất theo DG/TJ08-61-2010. Chuyển vị cho phép từng cấp bảo vệ công trình theo DG/TJ08-61-2010 19 Bảng 1.

Tổng hợp giá trị chuyển vị cho phép. Các vấn đề ĐKT phát sinh trong quá trình đào hầm đô thị. Phân loại đất phục vụ xây dựng CTGTN theo Terzaghi. Độ ổn định của CTN, cho đất dính.

Độ ổn định của CTN, cho đất cát và dăm sạn theo Terzaghi 1977. Phân loại đá của Terzaghi 1946. Phân loại đá theo RQD. Địa tầng Đệ tứ khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.

Thống kê tài liệu thu thập bổ sung. Thành phần hạt và đặc trưng cơ lý của các kiểu thạch học thuộc các phức hệ thạch học khác nhau. Tương quan mực nước giữa điểm đo trên Kênh Nhiêu Lộc, Kênh Tẻ với trạm Nhà bè, Phú An (sông Sài Gòn). Các chỉ tiêu sử dụng đất tại TP.

Số lượng các tòa nhà cao tầng khu vực nội đô TP. Mạng lưới đường bộ trên địa bàn TP. Hệ thống cầu đường bộ trên địa bàn TP. Một số hầm đường bộ tại TP.

Diện tích giao thông tĩnh trên địa bàn Thành phố 2021. Ký hiệu các đơn vị phân khu ĐKT. Ma trận tương tác giữa MTĐC với HTKT. Đặc điểm ĐKT các khu, phụ khu và khoảnh phục vụ xây dựng GTN.

Các tuyến đường sắt đô thị tại TP.HCM theo quy hoạch. So sánh ưu và nhược điểm mô hình Hardening Soil và Morh Colomb. Đặc điểm ĐKT tại khoảnh II.1 và khoảnh II. Thông số địa chất đầu vào mô hình Plaxis.

So sánh hệ số ổn định khi đào mở có mái dốc CTGTN nằm nông. So sánh các phương án đào hầm mở tại khoảnh II. Thông số địa chất đầu vào mô hình Plaxis. Tổng hợp so sánh các phương án đào hầm nông tại khoảnh II.

Thông số đất vào mô hình. Thông số vật liệu bê tông của vỏ hầm và thép của khiên chắn. Ngưỡng chuyển vị cho phép các công trình bề mặt áp dụng cho các dự án metro tại Việt Nam. So sánh hiệu quả biện pháp gia cố hố đào.

Tổng hợp các khuyến nghị cho hầm nằm nông tại khoảnh II.1 và khoảnh II. Tổng hợp các khuyến nghị cho hầm nằm sâu tại khoảnh II.1 và khoảnh II.130 ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. Mối quan hệ giữa MTĐKT với MTĐC và MTXQ. Sơ đồ đào hầm không gia cường vách (a) và có gia cường (b, i).

Các loại khiên đào TBM. Sơ họa chuyển vị của tường vây và đất nền xung quanh hố đào. Phân tích ổn định dòng thấm. Hiện tượng nước cuốn theo cát vào trong hố móng.

Phân tích ổn định hố đào do mất cân bằng moment. Phân tích ổn định hố đào do trượt sâu. Phân tích hiện tượng bùng nền do áp lực của tầng nước có áp. Rãnh lún trên đường hầm.

Sụt lún đường hầm theo chiều thẳng đứng. Sự dịch chuyển bề mặt theo chiều ngang và sự biến dạng theo chiều ngang cùng với rãnh lún. Sơ đồ 8 tuyến metro theo quy hoạch tại TP. Mặt bằng tuyến metro số 1 Bến Thành - Suối Tiên.

Trắc dọc tuyến metro số 1 Bến Thành - Suối Tiên. MCN điển hình của tuyến metro số 1 Bến Thành - Suối Tiên. Mặt bằng đoạn hạ ngầm tuyến metro số 1 Bến Thành - Suối Tiên. Trắc dọc đoạn hạ ngầm.

MCN điển hình đoạn hạ ngầm. Niên hạn xây dựng của các công trình dọc tuyến metro số 1. Số tầng của các công trình dọc tuyến metro số 1. Các loại móng của các công trình dọc tuyến metro số 1.

Khảo sát loại kết cấu của các công trình dọc tuyến metro số 1. Phân chia lưới phần tử trong phương pháp PTHH .