1. Ñaët vaán ñeà
Traïng thaùi töï nhieân cuûa khoái
ñaát tröôùc khi ñaøo ñöôøng haàm
trong noù ôû theá caân baèng. Vieäc ñaøo
haàm ñaõ phaù vôõ theá caân baèng öùng
suaát töï nhieân, daãn ñeán chuyeån
dòch vaø bieán daïng cuûa khoái ñaát.
Quaù trình chuyeån dòch trong khoái
ñaát coù theå ñöôïc truyeàn ñeán beà
maët, gaây ra chuyeån dòch vaø bieán
daïng beà maët. Treân beà maët ñaát khi
ñoù seõ taïo thaønh caùc hoá luùn, ñöôïc
gheùp bôûi caùc ñöôøng cong ñoä luùn.
Ñaïi löôïng chuyeån dòch vaø
bieán daïng beà maët phuï thuoäc vaøo
nhieàu yeáu toá, trong ñoù coù caùc yeáu
toá chuû ñaïo nhö: ñoä saâu ñaët ñöôøng
haàm, hình daïng vaø kích thöôùc
haàm, phöông phaùp ñaøo vaø gia coá
haàm, cuõng nhö thôøi gian ñöôøng
haàm chöa gia coá sau khi ñaøo vaø
tính chaát cô lyù cuûa caùc lôùp ñaát
(khoái löôïng theå tích, moñun ñaøn
hoài vaø bieán daïng, heä soá Poison).
Caùc coâng trình phaân boá trong
vuøng chuyeån dòch treân beà maët nôi
coù coâng trình ngaàm chaïy qua seõ
chòu aûnh höôûng vôùi giaù trò bieán daïng,
ñoä nghieâng vaø ñoä cong khaùc nhau.
Ñeå giaûm thieåu aûnh höôûng treân caàn
aùp duïng khoa hoïc kyõ thuaät hieän ñaïi
vaøo trong ñaøo haàm, gia coá haàm vaø
ñaåy nhanh thôøi gian thi coâng.
Trong baøi vieát naøy chuùng toâi
ñeà xuaát aùp duïng quy phaïm [1]
tính caùc yeáu toá an toaøn cho coâng
trình nhaø ôû vaø coâng coäng cuûa
thaønh phoá Haø Noäi vaø Hoà Chí
Minh. Nôi ñang vaø seõ khai thaùc
khoâng gian ngaàm maïnh meõ trong
töông lai. Caàn coù nhöõng quy
phaïm, tieâu chuaån ngaønh ñöa ra
quy trình, phöông phaùp khai thaùc
vaø coâng ngheä phuø hôïp nhaèm
giaûm thieåu taùc ñoäng cuûa coâng
trình ngaàm ñeán coâng trình phaân
boá phía treân beà maët.
2. AÛnh höôûng cuûa vieäc thi
coâng coâng trình ngaàm ñeán caùc
coâng trình phaân boá treân beà maët [2]:
a. Theo maët caét doïc tuyeán
b. Theo maët caét tieát dieän haàm
0 – ñoä luùn beà maët, - goùc
tröôït, - goùc chuyeån dòch,
H – ñoä saâu ñaët ñöôøng haàm,
L- bieân ñoä chuyeån dòch
Ñaùnh giaù aûnh höôûng vieäc xaây döïng
ñöôøng haàm taàu ñieän ngaàm ñeán coâng trình
treân beà maët theo caùc chæ soá bieán daïng
vaø chuyeån dòch
m TS. NGUYEÃN XUAÂN BAÉC, ThS. TRAÀN THÒ THU TRANG
Khoa Traéc ñòa-Baûn ñoà, Tröôøng Ñaïi hoïc Taøi nguyeân vaø Moâi tröôøng Haø Noäi
Hình 1. Phaân boá luùn phía treân
ñöôøng haàm
Hình 2. AÛnh höôûng tôùi coâng trình
naèm ôû ranh giôùi chuyeån dòch
Hình 3. AÛnh höôûng tôùi
coâng trình naèm ôû gaàn ñieåm uoán
cuûa ñöôøng cong ñoä luùn
Hình 4. AÛnh höôûng tôùi coâng trình
naèm ôû trung taâm chuyeån
dòch ñöùng
a- hình chieáu ñöùng ñöôøng cong
ñoä luùn vaø nhaø nghieâng
b- hình chieáu baèng cuûa nhaø
tröôùc khi bò aûnh höôûng chuyeån
dòch- bieán daïng
Nghieân cöùu - Trao ñoåi
Tµi nguyªn vµ M«i tr
ư
êng Kú 2 - Th¸ng 12/2017
27
3. Tính toaùncaùc chæ soá an
toaøn cho caùccoâng trình naèm
trong vuøng aûnh höôûng do vieäc
xaây döïng coâng trình ngaàm
a. Tính toaùn caùc chæ soá bieán
daïng beà maët
Tính toaùn chæ soá bieán daïng ε,
baùn kính cong R, ñoä nghieâng ivaø
chuyeån dòch εlñoái vôùi caùc coâng
trình naèm trong vuøng aûnh höôûng
do taùc ñoäng xaây döïng ñöôøng haàm
taøu ñieän ngaàm hoaëc caùc beán taøu
ñieän ngaàm, ñöôïc xaùc ñònh theo
thoâng soá bieán daïng vaø chuyeån
dòch cho pheùp:
Trong ñoù l – chieàu daøi toøa
nhaø, (mm); H – Ñoä cao toøa nhaø
tính töø moùng ñeán maùi, (m); εp, Rñ
– laàn löôït töông öùng vôùi bieán daïng
ngang (khoâng kích thöôùc), baùn
kính cong, (m) ( , Kñ– ñaïi
löôïng ñoä cong beà maët, 1/m); mε, mK
– hai heä soá phuï thuoäc vaøo taùc ñoäng
coâng trình ngaàm ñeán nhaø (caùc ñaïi
löôïng naøy laáy theo quy phaïm [1]).
b. Tính toaùn caùc chæ soá bieán
daïng beà maët cho pheùp vaø giôùi haïn
Bieán daïng cho pheùp beà maët
ñaát (chæ soá bieán daïng beà maët) ñoái
vôùi caùc coâng trình ñöôïc ñònh
nghóa laø giaù trò bieán daïng maø
khoâng hoaëc ít laøm aûnh höôûng ñeán
caùc coâng trình, neáu giaù trò bieán
daïng vöôït khoûi giaù trò bieán daïng
cho pheùp thì caàn phaûi söûa chöõa
vaø baûo döôõng coâng trình.
Bieán daïng giôùi haïn beà maët
ñaát (chæ soá bieán daïng beà maët) ñoái
vôùi caùc coâng trình ñöôïc ñònh
nghóa laø giaù trò bieán daïng toái thieåu
ñeå phaù huûy coâng trình, neáu giaù trò
bieán daïng vöôït khoûi giaù trò bieán
daïng giôùi haïn thì seõ gaây aûnh
höôûng nghieâm troïng tôùi coâng trình
vaø ñôøi soáng daân cö.
Ñeå ñaûm baûo an toaøn cho caùc
coâng trình beà maët naèm trong vuøng
aûnh höôûng do vieäc thi coâng coâng
trình ngaàm caàn xaùc ñònh ñöôïc
bieán daïng cho pheùp beà maët ñaát
(chæ soá bieán daïng) vaø toång quan
keá hoaïch xaây döïng coâng trình
ngaàm, nhö ñoä saâu ñaët ñöôøng haàm
vaø beán haàm taàu ñieän ngaàm.
Ñoä saâu an toaøn ñaët ñöôøng
haàm ñöôïc tính theo phöông thaúng
ñöùng truøng vôùi phöông cuûa daây
doïi, vaø neáu xaây döïng, khai thaùc
khoâng gian ngaàm döôùi möïc saâu
(ñoä saâu an toaøn) ñoù bieán daïng beà
maët ñaát seõ nhoû hôn bieán daïng
cho pheùp, seõ khoâng laøm aûnh
höôûng tôùi nhaø ôû vaø caùc coâng trình
phaân boá phía treân beà maët.
Ñoä saâu giôùi haïn ñaët ñöôøng
haàm ñöôïc tính theo phöông thaúng
ñöùng truøng vôùi phöông cuûa daây
doïi, vaø neáu xaây döïng, khai thaùc
khoâng gian ngaàm ôû möïc saâu (ñoä
saâu giôùi haïn) ñoù bieán daïng beà maët
ñaát thu ñöôïc chính laø bieán daïng
cho pheùp beà maët ñaát. Vaø neáu xaây
döïng coâng trình ngaàm treân möïc
saâu cho pheùp seõ laøm aûnh höôûng
lôùn tôùi caùc coâng trình phaân boá phía
treân beà maët, coù theå laøm bieán daïng
hoaëc phaù huûy coâng trình.
Chæ soá cho pheùp vaø giôùi haïn
bieán daïng beà maët ñoái vôùi caùc
coâng trình ñöôïc tính theo caùc
coâng thöùc sau:
[∆lcp] = [∆lcp]Ín1n2n3n4n5; (5)
[∆lgh] = [∆lgh]Ín1n2n3n4n5, (6)
Trong ñoù [∆lcp]Ívaø [∆lgh]Í–
quy ñònh chæ soá bieán daïng cho
pheùp vaø giôùi haïn tính theo quy
phaïm [1], ñaïi löôïng naøy phuï thuoäc
vaøo caáu truùc vaø soá taàng cuûa coâng
trình phía treân beà maët, mm; n1–
heä soá, phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän ñaát
neàn; n2– heä soá, phuï thuoäc vaøo vaät
lieäu vaø ñoä daøy cuûa töôøng cuûa coâng
trình; n3- heä soá, phuï thuoäc vaøo
möùc ñoä hao moøn cuûa töôøng cuûa
coâng trình; n4– heä soá, phuï thuoäc
vaøo vaät lieäu vaø ñoä cöùng cuûa saøn
nhaø; n5– heä soá, tính theo hình
daïng cuûa toøa nhaø coâng treân hình
chieáu baèng. Heä soá n1, n2, n3laáy
theo caùc baûng 4.3, 4.4, 4.5 trong
quy phaïm [68]. Ñoái vôùi caùc toøa
nhaø, coâng trình xaây baèng gaïch
hoaëc beâ toâng vôùi saét theùp ta laáy n4
= 1,2; ñoái vôùi nhaø laøm baèng goã, tre
laáy n4= 1,0 [13]. Ñoái vôùi caùc nhaø
hình chieáu baèng giaûn ñôn n5= 1,0;
ñoái vôùi caùc toøa nhaø coù hình chieáu
baèng daïng , AÊ, # … n5= 0,8;
ñoái vôùi nhaø laøm baèng goã, tre vôùi
hình chieáu baát kyø n5= 1,0 [1].
Trong coâng thöùc (5), (6) luoân coù
caùc heä soá: n1n2n3n4n5> 0,5.
Ñeå xaùc ñònh ñoä saâu an toaøn
vaø ñoä saâu giôùi haïn cuûa caùc coâng
trình ñöôøng haàm taøu ñieän ngaàm
phaân boá phía döôùi caùc coâng trình
coâng coäng vaø daân sinh, chuùng ta
ñi tính giaù trò cho pheùp vaø giaù trò
giôùi haïn cuûa bieán daïng ngang
theo caùc coâng thöùc sau:
Trong ñoù [∆lcp] vaø [∆lgh] laø chæ
soá cho pheùp vaø giôùi haïn bieán
daïng beà maët ñoái vôùi caùc coâng
trình ñöôïc tính theo caùc coâng thöùc
(5) vaø (6); mε, l– tính theo coâng
thöùc (1). Khi ñoù ñoä saâu cho pheùp
(an toaøn) (Ícp) vaø ñoä saâu giôùi haïn
(Ígh) ñöôïc tính theo caùc coâng thöùc
Trong ñoù m– toång chuyeån dòch
maùi haàm khi chöa coù voû haàm (çt) vaø
chuyeån dòch maùi haàm sau khi ñaõ coù
voû vaø gia coá haàm (çç), hay m= çt+
çç; kε– laø heä soá xaùc ñònh theo quy
phaïm [1], ñoái vôùi ñieàu kieän ñòa chaát
thaønh phoá Haø Noäi vaø Hoà Chí Minh
coù theå löïa choïn kε= 1,0.
(7)
(8)
(9)
(10)
c- hình chieáu baèng nhaø nghieâng
vaøo nhau do aûnh höôûng chuyeån
dòch vaø bieán daïng ngang
(1)
(2)
(3)
(4)
28
Tµi nguyªn vµ M«i tr
ư
êng Kú 2 - Th¸ng 12/2017
Ñeå xaùc ñònh ñoä saâu an toaøn vaø
ñoä saâu giôùi haïn cuûa caùc coâng trình
ñöôøng haàm taøu ñieän ngaàm phaân boá
phía döôùi caùc coâng trình coâng
nghieäp, chuùng ta ñi tính giaù trò cho
pheùp vaø giaù trò giôùi haïn cuûa bieán daïng
ngang theo caùc coâng thöùc sau:
e [∆cp]Í, [∆gh]Í– quy ñònh
giaù trò bieán daïng ngang beà maët
cho pheùp vaø giôùi haïn ñoái vôùi caùc
coâng trình coâng nghieäp (khoâng coù
ñôn vò); n1– heä soá, laáy nhö trong
coâng thöùc (5) vaø (6); n6– heä soá,
phuï thuoäc vaøo tình traïng coâng
trình coâng nghieäp (xem trong
baûng 4.6 trong quy phaïm [1]).
Quy ñònh giaù trò bieán daïng ngang
beà maët cho pheùp vaø giôùi haïn ñoái
vôùi caùc coâng trình coâng nghieäp
ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
- ñoái vôùi nhaø coù neàn gia coá baèng
caùch ñoùng coïc vaø ñoå beâ toâng
- ñoái vôùi nhaø coù neàn gia coá
baèng bôûi caùc taám beâ toâng coát theùp
Trong ñoù [Ccp] – chæ soá (mm)
kieåu daùng vaø kieán truùc ngoâi nhaø (baûng
4.7 trong quy phaïm [1]); ls– khoaûng
caùch töø giöõa neàn nhaø ñeán moùng töôøng,
hoaëc khoaûng caùch töø giöõa maùi nhaø, töø
giöõa phaàn khung cuûa ngoâi nhaø khoâng
lieân keát vôùi khoái truï naøo, hoaëc töø khoái
truï coá ñònh ñeán meùp töôøng coâng trình,
mm; lm– chieàu daøi taám beâ toâng , mm;
100 – heä soá, mm.
Quy ñònh giaù trò bieán daïng
ngang beà maët giôùi haïn ñoái vôùi caùc
coâng trình coâng nghieäp ñöôïc xaùc
ñònh nhö sau:
- ñoái vôùi caùc toøa nhaø coù
khung vaø raèng
- ñoái vôùi caùc toøa nhaø daïng khaùc
Trong ñoù [Cgh] – chæ soá (mm)
kieåu daùng vaø kieán truùc ngoâi nhaø
(baûng 4.9 trong quy phaïm [1]), ∆; ls
vaø 100 – caùc ñaïi löôïng ñöôïc tính
nhö trong coâng thöùc (13) vaø (14).
4. Keát luaän
Neáu tính toaùn chæ soá bieán daïng
ñoái vôùi caùc toøa nhaø, coâng trình
coâng coäng nhoû hôn chæ soá bieán
daïng cho pheùp khi ñoù coi nhö caùc
coâng trình ngaàm khoâng aûnh höôûng
ñeán caùc coâng trình beà maët.
Neáu tính toaùn chæ soá bieán daïng
ñoái vôùi caùc toøa nhaø, coâng trình coâng
coäng naèm trong khoaûng chæ soá bieán
daïng cho pheùp ñeán chæ soá bieán daïng
giôùi haïn khi ñoù ñeå baûo veä caùc coâng
trình beà maët caàn löïa choïn caùc bieän
phaùp ñaøo haàm vaø naâng cao kyõ thuaät,
coâng ngheä trong khai thaùc khoâng
gian ngaàm.
Neáu tính toaùn chæ soá bieán
daïng ñoái vôùi caùc toøa nhaø, coâng
trình coâng coäng lôùn hôn chæ soá
bieán daïng giôùi haïn khi ñoù ñeå baûo
veä caùc coâng trình beà maët caàn löïa
choïn caùc bieän phaùp ñaøo haàm vaø
naâng cao kyõ thuaät, coâng ngheä
trong khai thaùc khoâng gian ngaàm
laøm giaûm chæ soá bieán daïng coâng
trình beà maët veà nhoû hôn chæ soá
bieán daïng giôùi haïn. Ñoàng thôøi ñöa
ra caùc bieän phaùp gia coá vaø baûo veä
coâng trình beà maët.
5. Kieán nghò
Nhö vaäy trong keá hoaïch thieát keá
vaø thi coâng ñöôøng haàm taøu ñieän
ngaàm caàn löu yù moät soá vaán ñeà sau:
Khi ñaët ñöôøng haàm döôùi möïc
saâu cho pheùp (möïc saâu an toaøn)
thì vieäc khai thaùc khoâng gian
ngaàm seõ ít gaây aûnh höôûng tôùi caùc
coâng trình beà maët.
Khi ñaët ñöôøng haàm trong
khoaûng möïc saâu giôùi haïn vaø möïc
saâu cho pheùp (möïc saâu an toaøn)
thì vieäc khai thaùc khoâng gian ngaàm
seõ gaây aûnh höôûng tôùi caùc coâng
trình beà maët, nhöng haäu quaû chöa
nghieâm troïng. Vaø caàn phaûi xem
xeùt, löïa choïn caùc bieän phaùp ñeå
khai thaùc khoâng gian ngaàm, cuõng
nhö baûo veä caùc coâng trình beà maët.
Khi ñaët ñöôøng haàm treân möïc
saâu giôùi haïn thì vieäc khai thaùc
khoâng gian ngaàm seõ gaây aûnh
höôûng lôùn tôùi caùc coâng trình beà
maët, vaø ñeå laïi caùc haäu quaû
nghieâm troïng cho coâng trình vaø
daân sinh. Chính vì vaäy caàn phaûi
löïa choïn kyõ thuaät coâng ngheä, caùc
bieän phaùp ñeå khai thaùc khoâng
gian ngaàm ñöa chæ soá bieán daïng
coâng trình veà nhoû hôn chæ soá bieán
daïng giôùi haïn, baûo ñaûm an toaøn
cho caùc coâng trình trong suoát quaù
trình khai thaùc khoâng gian ngaàm.
Caùc bieän phaùp baûo veä nhaø vaø
coâng trình naèm trong vuøng aûnh
höôûng cuûa vieäc xaây döïng ñöôøng
haàm taàu ñieän ngaàm [3]:
Taêng toác ñoä thi coâng laép,
gheùp voû haàm vaø phun beâ toâng
vaøo khoaûng khoâng giöõa voû haàm
vaø ñöôøng haàm ñaát (nhaèm giaûm
thieåu thôøi gian ñeå ñöôøng haàm
khoâng coù voû);
Taêng toác ñoä ñaøo haàm nhöng
vaãn ñaûm baûo caùc yeáu kyõ thuaät vaø
tính an toaøn trong xaây döïng ; xöû duïng
aùp löïc nöôùc taùc ñoäng leân thaønh haàm
nhaèm kieåm soaùt chæ soá bieán daïng
Phöông phaùp baûo veä nhaø,
coâng trình naèm trong vuøng aûnh
höôûng do taùc ñoäng cuûa vieäc xaây
döïng caùc coâng trình ngaàm ñeàu
caàn theo quy phaïm [1].
Tieán haønh quan traéc chuyeån
dòch vaø bieán daïng coâng trình trong
suoát quaù trình xaây döïng, khai thaùc vaø
vaän haønh ñöôøng haàm taøu ñieän ngaàm,
töø ñoù coù phöông aùn hôïp lyù baûo veä caùc
coâng trình, xem phöông phaùp quan
traéc vaø xöû lyù keát quaû ño trong [4,5].
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
[1]. Quy phaïm baûo veä coâng
trình do aûnh höôûng cuûa vieäc khai
thaùc moû haàm loø ôû caùc moû than.//
Spb, VNIMI 1998, 291 trang;
[2]. Volokhov E. M. Döï baùo
chuyeån dòch vaø bieán daïng khoái ñaát
vaø treân beà maët do taùc ñoäng cuûa
ñöôøng haàm taàu ñieän ngaàm. Luaän aùn
tieán só , naêm 2003, 361trang;
[3]. Phöông phaùp thieát keá baûo
veä coâng trình nhaø ôû vaø coâng trình
coâng coäng do taùc ñoäng cuûa vieäc
khai thaùc khoâng gian ngaàm// Nxb.:
xaây döïng, naêm 1973, 69 trang;n
(13)
(14)
(15)
(16)
(11)
(12)
Tµi nguyªn vµ M«i tr
ư
êng Kú 2 - Th¸ng 12/2017
29