§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: tapchidkt@yahoo.com.vn; viendkt@vusta.vn 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: tapchidkt@yahoo.com.vn; viendkt@vusta.vn

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: ugce@vnn.vn 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: Cuonglevan2002@gmail.com

§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: txtho@yahoo.com

** 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: tqho@hcmut.edu.vn

** 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:hongnam@wru.edu.vn

§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: chientc@wru.edu.vn 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: N_V_Hoang_VDC@yahoo.com,

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: kktruc@vinacomin.vn

§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: viendkt@vusta.vn,

tapchidkt@yahoo.com.vn; Website: http//www.vgi-vn.com