Luận án TS: Đánh giá, dự báo tai biến địa chất, địa kỹ thuật đô thị Hà Nội

NGUYÊN VĂN VŨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÀ DU BAO TAI BIEN DIA CHAT - DIA KỸ THUAT MOI TRƯỜNG DO THỊ, AP DUNG CHO THANH PHO HA NOI LUẬN AN TIEN SĨ DIA CHAT HOC Hà Nội - 2021 ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYÊN VĂN VŨ Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 9440201.01 LUẬN AN TIEN SĨ DIA CHAT HỌC NGUOI HUGNG DAN KHOA HOC: 1.TSKH Tran Manh Liéu 2.TS Nguyén Huy Phuong Hà Nội - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi thực hiện và hoản toản trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan này. Hà Noi, ngày tháng 5 năm 2021 Tác giả Nguyễn Văn Vũ LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Phòng sau đại học, Khoa Dia chất, Tập thể bộ môn Địa kỹ thuật đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án này.

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TSKH Tran Mạnh Liều và PGS.TS Nguyễn Huy Phương là những người thầy đã trực tiếp hướng dẫn tôi nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên và tạo điều kiện của Ban lãnh đạo, các đồng nghiệp tại Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Địa chất, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam đã giúp tôi vừa hoàn thành luận án vừa đảm nhiệm được các nhiệm vụ công việc tại cơ quan. Trân trọng cảm ơn các chuyên gia, các nhà khoa học đã hỗ trợ và đóng góp các ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành luận án. Tôi vô cùng biết ơn gia đình của mình và những người bạn thân thiết đã luôn cô vũ tinh thần giúp tôi vượt qua khó khăn dé có thé hoàn thành luận án.

Tất cả những sự giúp đỡ nêu trên, tôi sẽ ghi nhớ và luôn trân trọng mang theo trong suốt quá trình học tập, công tác và nghiên cứu của mình. Hà Noi, ngày thang 5 năm 2021 Tac gia Nguyễn Văn Vũ li MỤC LỤC LOI CAM ĐOAN.i LỜI CẢM ONoie eececcssessessessesvssvcsecscssesssssssssssssvcsvssesscssesissussucsessessessessssusssesneseeseesetees ii MỤC LUC coeececccccsccssessessessessssessessessessssssssssnssecsssessesississussessessessessessesississsseeseesess iii DANH MỤC VIET TAT .ceccsscssessesssssssssssssesssssesssssssussessessessessssnssissessessesseseseeceess viii DANH MỤC BANG We eeccccececsscsesesssscsvscececsesesecevsvsssavsvsvsacsvsvsesecsesvsesavsvssecsvsveeseees X DANH MỤC HINH VE VÀ DO THỊ,.- ¿- ¿2 ©s+2+2EE2EE2EE2E2£EtEEeEEeExerzrrsree xi I7. Lý do chọn đề tải. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

Cách tiếp cận nghiên cứu .----¿- + ©sS2E£EE+E9EE2EEEE21EE121712111111 21211 xe. Phương pháp nghiên CỨU. Luận điểm bảo VỆ. Những điểm mới khoa hoe .---- 2+: 2 2+ E2E+E£E£EE£E£EE2EtEEZEEErEerxrrrei 4 9.Ý nghĩa khoa hoc va thực tiễn của luận án.

Cơ sở tài liỆU. Cấu trúc luận án.----¿- ¿5225 +x92x£2E2EEEEE2E12512112312121221211211212 2E rree 5 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO TAI BIEN DC — ĐKTMT ĐÔ THỊ,. TONG QUAN VE QUA TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA, TÁC DONG CUA CON NGUOI TU CAC HOAT DONG KINH TE - XAY DUNG DEN MOI TRUONG DIA CHAT. Tổng quan về lịch sử đô thị hóa.

Tông quan về tình hình nghiên cứu tai biến ĐC - ĐKTMT. Nghiên cứu trên thế giới. Nghiên cứu ở Viet ÌNGHH. - Sc St gknhkhrrky 13 1.

CƠ SỞ LY THUYET HE THONG DIA - KY THUẬT. Dia hệ kỹ thuật — tự nhiên và hệ thống Dia — kỹ thuật. Hệ thống Địa - kỹ thuật đô thị,. ¿2-5 sSx+Sz+E2EzEzEerkerxerxeree 19 1.

Phu hệ thong kỹ thuật đô thicccccccccccccceccscscscesvesesvesesvesessesessesveseseseees 20 iii 1. Phụ hệ thống MTDC đô thị. Hoạt động của hệ thống Địa — kỹ thuật đô thị và tai biến ĐC - ĐKTMT 24 1. Những vấn dé ĐKTMT đô thị.

CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CÁC TAI BIEN ĐC - ĐKTMT LIEN QUAN DEN XÂY DUNG CÔNG TRINH TREN MAT VÀ KHAI THÁC NƯỚC NGÀM.1 Đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất do tác động san lấp nền và xây dựng công trình bể mặt. Dự báo độ lún CHỐI CÙNg. Dự báo lún theo thời gian của nên đất Hà Nội dưới các hoạt động xây dựng khác ANAU. Đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất đo khai thác nước ngầm He, 30 1.

Dự báo độ lún CHỐI CÙNg. Dự báo lún theo thời gian do khai thác nước ngắm. Phá hủy công trình và ngập lụt thành phó do lún nền dia chit. Đánh giá hiện tượng ma sát âm của cọc bê tông cốt thép đo lún nền no r0.

ằằăẢăẢĂẮa: ii. CO SO DANH GIA TAI BIEN DC - ĐKTMT LIEN QUAN DEN XÂY DỰNG CONG TRINH NGAM. Tai biến DC - DKTMT trong thi công móng coc khoan nhồi và cọc barrette cho nhà cao tẦng.-- ¿2 Sc 2E E913 EEEE12187121112151111211211111111 111111 ce. Tai biến Địa chất - Địa kỹ thuật do thi công xây dựng công trình ngầm dạng điỂm.

- - 2 St St 1E 92191121212111211112112101111111111121111 1121112111211 1E re. Tai biến DC - ĐKTMT liên quan đến thi công xây dựng công trình dang tUYẾN. KẾT LUẬN CHƯNG l.- 2-5252 2ESEE2EE2E121125E2171212212212E2Ectrrre. 42 CHƯƠNG 2: HE THONG DIA — KỸ THUAT ĐÔ THỊ HÀ NỘI.

LICH SỬ HÌNH THÀNH VÀ QUÁ TRÌNH PHAT TRIEN ĐÔ THỊ THÀNH PHO HA NỘI VÀ CÁC TAI BIEN ĐKTT. PHU HE THONG MOI TRƯỜNG DIA CHAT ĐÔ THỊ HÀ NỘI. Lịch sử phát triển địa chất và đặc điểm chung cấu trúc MTĐCĐT thành phố Hà Nội. Kiến tạo, tân kiến tạo và chuyển động hiện đại.

Cấu trúc địa chất — thạch học. Cau trúc địa chất thủủÿ VĂN. Dac điểm cau trac MTDC theo kha năng ứng xử với các tác động kỹ 71122. Phân vị DOCT- ĐIKT.

Nguyên tắc phân chia các phân vi ĐCCT — ĐKT. Tinh chất cơ lý và khả năng ứng xử của các phân vị ĐCCT — ĐKT với các loại tải trọng tác ỘN. Sn ThS HH 58 2. Đánh giá chung về khả năng bền vững va phân vùng cấu trúc nền MTĐCĐTT.

Phân vùng DCCT địa hệ và lập bản đồ ĐCCT địa hệ thành phó Hà Nội. Cấu trúc nén và bản đồ cầu trúc nên thành phá Hà Nội. PHU HỆ THONG KỸ THUẬT ĐÔ THỊ HÀ NỘI. Đặc điểm hiện trạng và quy hoạch phát triển đô thị đến năm 2030 tầm nhìn 2050.

Đặc điểm tác động từ hệ thống kỹ thuật đô thị đến MTĐC. Đặc điểm tác động từ lớp đất san lấp, công trình bê mặt và khai thác HHƯỚC HĐẲNH. Đặc điểm tác động từ xây dựng công trình ngâm. MTXQ VA TÁC DONG CUA CHUNG DEN MTDC ĐÔ THỊ THÀNH PHO HA NOL.

Đặc điểm MTXQ (khí quyền, thủy quyền, sinh quyền) tác động đến MTDC của thành phố Hà Nội.--- 2-52 52SES22E2EE2EE2187122122121121121 2121 xe. Đặc điểm tác động từ phan sâu của thạch quyền (động dat) đến MTDC thành phố Hà Nội .--- 22-52 S23 E9EE2EE212EE7121111112121121112101111111112 1. KET LUẬN CHUONG 2. ceccecececcsssssssesessesscscsuceveuesvescsvsavsnesesvesvsnesvsateveneees 88 CHUONG 3: DANH GIA, DU BAO TAI BIEN DJA CHAT - DIA KỸ THUAT MOI TRUONG THÀNH PHO HA NỘI.

ĐÁNH GIA, DU BAO CAC TAI BIEN DKT LIEN QUAN DEN XÂY DỰNG CONG TRINH TREN MAT VA KHAI THAC NƯỚC NGÀM. Đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất do tác động san lấp nền va xây dựng công trình bề mặt. - 2-2 2 £+S2E9EE9EE9E19212112112112171717111211211 2121111111 xe 89 3. Tính toán dự báo độ lún cuối 2)/1S0007ẼPẼ7Ẽ7ẼAẼe.

Dự báo lún theo thời gian của nên đất Hà Nội dưới các hoạt động xây 18/17/8712; PP nnE. Đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất đo khai thác nước ngầm Hee 97 3. Dự báo độ lún cuối CÙng,. Dự báo lún theo thời gian do khai thác nước ngâm (thời gian ổn định TUN,.

Phá hủy công trình và ngập lụt thành phó do lún nền địa chit. Biến dạng và phá hủy công trình do lún nên địa chất. Ngập lụt thành pho do lún nén địa chất. Đánh giá hiện tượng ma sát âm của cọc bê tông cốt thép do lún nền địa 3.

TAI BIEN DKT LIEN QUAN DEN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGÀM107 3. Tai biến DC - DKTMT trong thi công móng cọc khoan nhồi và cọc barrette cho nhà cao tẦng. Tai biến Địa chất - Địa kỹ thuật do thi công xây dựng công trình ngầm dạng điỂm. Tai biến địa chất - Địa kỹ thuật liên quan đến thi công xây dựng công trình ngầm dang tuyến.

Phương pháp đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất khi xây dựng công trình J/2288z/. Các bước tính toán dự ĐảO. Đánh giá biến dạng và hư hỏng công trinh.cccccceccccecscesceesesess seen 124 VI 3. Kết quả tính toán cho tuyến Metro số 2 với các cau trúc nên điền hình ¬.

ĐÁNH GIÁ VA DU BAO TAI BIEN DC - ĐKTMT DO TÁC ĐỘNG GIỮA CÁC YEU TO CUA MTDC VÀ TỪ MTXQ DEN MTĐC. Đánh giá hiện tượng xói mòn mặt đẤt,. Đánh giá hiện tượng trượt, sat lở mái đỐc. Đánh giá hiện tượng K arSf.

KET LUẬN CHƯƠNG 3 .ccecsecsscsscssssssssesssssesessessessssissessessessessstissisastaeeseess 137 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,. - 2S SE E21 1121112111211 xe cxe 138 TÀI LIEU THAM KHẢO.- 5-2 5< 5° 5£ SsSs£Ss£S2£SeEseEserseEsesseserssese 141 3:0080000001577. Vii DANH MỤC VIET TAT CHXHCN Cộng hoà xã hội chủ nghĩa CTN Công trình ngầm DC - ĐKTMT Dia chất — Địa kỹ thuật môi trường ĐC -ĐKTMTĐT Dia chất — Địa kỹ thuật môi trường đô thị ĐCCT Địa chất công trình ĐCCT - DKT Địa chất công trình - Địa kỹ thuật ĐCĐLCT Địa chất động lực công trình DCDLNS Dia chat động lực nội sinh DCTV Dia chat thuy van ĐKT Dia kỹ thuật ĐKTĐT Địa kỹ thuật đô thị ĐKTMT Địa kỹ thuật môi trường GTCC Giao thông công cộng HTĐKT Hệ thống địa kỹ thuật HTKT Hệ thống kỹ thuật KGN Không gian ngầm LMĐ Lún mặt đất MTĐC Môi trường địa chất MTĐCĐT Môi trường địa chất đô thị MTXQ Môi trường xung quanh NCS Nghiên cứu sinh NDĐ Nước dưới đất TB -DN Tay Bac - Dong Nam TBDKT Tai biến địa kỹ thuật TCN Tầng chứa nước TƯSKT Trường ứng suất kiến tạo Vili UBND Uỷ ban nhân dân AHP Analytical Hierarchy Pricess GIS Geographic Information System SM Shield machine TBM Tunnel Boring Machine UMRT Urban Rapid Mass Transit 1X DANH MỤC BẢNG Bang 1. Các quá trình và những van đề môi trường phát sinh do hoạt động của 2619.

Những vấn đề DKTMT đô thị. ¿2 2+s+S2+E+S++EeEE2EvEEzEtrEeErrxrrerxee 26 Bảng 2. Bảng phân chia các phân vị địa chất thành phố Hà Nội. Nguyên tắc phân chia các phân vị DCCT — ĐKT.

Bang phân chia các phân vị ĐCCT — DKT thành phố Hà Nội (đất mềm dính) ựẠ. Bang phân chia các phân vị DCCT — ĐKT thành phố Hà Nội (đá cứng) 58 Bang 2. Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất.--- ¿5 ++x+cszxe£zxerxzxee 60 Bang 2. Bảng đánh giá ứng xử của các phân vị ĐCCT — ĐKTT.

Bảng đánh giá ĐCCT — DKT cho các kiểu cấu trúc nền thành phố Hà Nội 72 Bảng 2. Hiện trạng khai thác NDD quy mô trên 200m/ngày. Các trận động đất mạnh đã xảy ra ở Hà Nội trong lich sử. Kết quả tinh chiều sâu cắm cừ va áp lực lên tường cừ.