Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp: Phân tích sự cố nền móng công trình dựa vào đặc điểm địa chất trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp

Chia sẻ: Ochuong_999 Ochuong_999 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu Luận văn là phân tích, đánh giá để làm rõ hơn các nguyên nhân sự cố; có những đề xuất về việc chọn PP tính toán và biện pháp xử lý phù hợp, có thể làm cơ sở cho việc định hướng khắc phục, phòng ngừa

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp: Phân tích sự cố nền móng công trình dựa vào đặc điểm địa chất trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG -------------------- QUAN ÁNH TUYẾT PHÂN TÍCH SỰ CỐ NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH DỰA VÀO ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP Vĩnh Long, 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG -------------------- QUAN ÁNH TUYẾT PHÂN TÍCH SỰ CỐ NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH DỰA VÀO ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG THÁP CHUYÊN NGÀNH: KT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ NGÀNH: 60 58 02 08 LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN MINH ĐỨC Vĩnh Long, 2016
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công việc do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy TS. Nguyễn Minh Đức. Các kết quả trong Luận văn là đúng sự thật và chưa được công bố ở các nghiên cứu khác. Tôi xin chịu trách nhiệm về công việc thực hiện của mình. Vĩnh Long, ngày 20 tháng 8 năm 2016 Quan Ánh Tuyết
LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ nằm trong hệ thống bài luận cuối khóa, nhằm trang bị cho học viên cao học khả năng tự nghiên cứu, biết cách giải quyết những vấn đề cụ thể đặt ra trong thực tế xây dựng và rèn luyện các kỹ năng trong nghiên cứu khoa học. Đó là trách nhiệm và niềm tự hào của mỗi học viên cao học. Để hoàn thành Luận văn này, ngoài sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ và động viên quý báu từ những tập thể và các cá nhân. Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành thầy hướng dẫn TS. Nguyễn Minh Đức. Thầy đã đưa ra gợi ý đầu tiên để hình thành nên ý tưởng của đề tài, góp ý cho tôi rất nhiều về cách nhận định đúng đắn trong những vấn đề nghiên cứu, cách tiếp cận nghiên cứu hiệu quả. Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã tận tình truyền đạt cho tôi những kiến thức quý giá trong khóa học. Đó là những kiến thức thiết thực, không thể thiếu trong quá trình thực hiện Luận văn cũng như trong công tác chuyên môn và nghiên cứu về sau. Đồng thời, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban quản lý Dự án xây dựng Thành phố Sa Đéc (nơi tôi đang công tác) cũng như đồng nghiệp, bạn bè và gia đình tôi đã có sự động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện Luận văn này cũng như trong quá trình học Cao học. Luận văn thạc sĩ đã hoàn thành trong thời gian quy định. Mặc dù bản thân đã rất nỗ lực nghiên cứu và hoàn thiện, tuy nhiên không thể không có những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ dẫn thêm, giúp tôi bổ sung kiến thức và hoàn thiện bản thân mình hơn. Xin trân trọng cảm ơn. Vĩnh Long, ngày 20 tháng 8 năm 2016 Quan Ánh Tuyết
MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................. 1 1.1 Giới thiệu........................................................................................................ 1 1.2 Tổng quan sự cố có nguyên nhân nền móng đã xảy ra ở nước ta ..................... 2 1.3 Tình hình sự cố trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp................................................... 7 1.4 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 13 1.5 Ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn áp dụng .......................................................... 14 1.5.1 Ý nghĩa lý thuyết .................................................................................. 14 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn áp dụng..................................................................... 15 1.6 Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 15 1.7 Giới hạn và giả thiết...................................................................................... 16 1.8 Cấu trúc Luận văn......................................................................................... 16 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN..................................................................... 17 2.1 Tổng quan ..................................................................................................... 17 2.2 Giới thiệu sơ bộ phần mềm Plaxis và cơ sở tính toán trong Plaxis liên quan đến các Bài toán của Luận văn ...................................................................... 18 2.2.1 Giới thiệu ............................................................................................. 18 2.2.2 Mô hình đàn hồi (Linear Elastic model - LE)........................................ 18 2.2.3 Mô hình Mohr-Coulomb (MC) ............................................................. 19 2.2.4 Phân tích theo ứng suất hữu hiệu không thoát nước với các thông số độ cứng hữu hiệu ................................................................................................... 19 2.2.5 Phân tích theo ứng suất hữu hiệu không thoát nước với các thông số chống cắt hữu hiệu ................................................................................................ 20 2.2.6 Phân tích theo ứng suất hữu hiệu không thoát nước với các thông số chống cắt không thoát nước ................................................................................... 20 2.2.7 Phân tích theo ứng suất tổng không thoát nước với các thông số không thoát nước 21 2.2.8 Phân tích Phi-c reduction (Safety analysis) ........................................... 21 2.2.9 Áp dụng Plaxis cho các bài toán của Luận văn ..................................... 22
2.3 Cơ sở tính toán độ lún cố kết (theo giải tích) ................................................. 24 2.4 Cơ sở tính toán phân tích ảnh hưởng ma sát âm (MSA) lên cọc .................... 25 2.4.1 Khái niệm MSA.................................................................................... 25 2.4.2 PP tính toán phân tích MSA.................................................................. 26 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIỂM CHỨNG ....................................................... 30 3.1 Bài toán 1: Tuyến dân cư phía Đông tỉnh lộ ĐT855 ...................................... 30 3.2 Bài toán 2: Nhà lồng chợ Bách hóa Lai Vung ............................................... 36 3.3 Bài toán 3: Trường THCS Đốc Binh Kiều – Khối 22 phòng học ................... 40 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ.......................................................... 51 4.1 Kết luận ........................................................................................................ 51 4.2 Kiến nghị ...................................................................................................... 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC
MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT Chữ viết tắt SCNM Sự cố công trình có nguyên nhân nền móng CĐQG Cao độ Quốc gia (cao độ tuyệt đối) CĐGĐ Cao độ giả định (cao độ tương đối) MĐTN Mặt đất tự nhiên MĐSL Mặt đất san lấp SLMB San lấp mặt bằng CDC Cụm dân cư TDC Tuyến dân cư MNN Mực nước ngầm LE Mô hình đàn hồi (Linear Elastic model) MC Mô hình Mohr-Coulomb MSA Ma sát âm PP Phương pháp PP PTHH Phương pháp phần tử hữu hạn SF Hệ số an toàn (Safety Factor) S Độ lún (Settlement) TD Tiết diện THCS (trường) Trung học cơ sở TL Tài liệu Gđ Giai đoạn Ký hiệu e Hệ số rỗng E0 Mô đun biến dạng ban đầu Qn Lực ma sát âm lớn nhất ’ Góc ma sát hữu hiệu
c’ Lực dính hữu hiệu E Mô đun biến dạng  Hệ số Poisson  Góc ma sát c Lực dính  Góc Dilatancy E' Mô đun biến dạng hữu hiệu ’ Hệ số Poisson hữu hiệu Eu Mô đun biến dạng không thoát nước cu Lực dính không thoát nước su Sức chống cắt không thoát nước u Góc ma sát không thoát nước Msf Hệ số an toàn (quy định từ Plaxis) Eoed Mô đun biến dạng không nở hông Eref Mô đun đàn hồi Young w Dung trọng tự nhiên sat Dung trọng bảo hòa kx Hệ số thấm theo phương ngang (x) ky Hệ số thấm theo phương đứng (y) Sc Độ lún cố kết của nền đất Za Độ sâu tắt lún Hi Bề dày lớp đất tính lún thứ i e0i Hệ số rỗng của lớp đất i ở trạng thái tự nhiên ban đầu Cci Chỉ số nén lún của lớp đất thứ i  ci Áp lực hữu hiệu ban đầu do trọng lượng bản thân các lớp đất tự nhiên nằm trên điểm tính lún (chính giữa) của lớp i.  vi Áp lực tăng thêm do tải trọng đắp gây ra tại điểm tính lún (chính giữa) của lớp i.
 za Ứng suất do tải trọng đắp gây ra ở độ sâu Za  c. za Ứng suất hữu hiệu do trọng lượng bản thân các lớp phía trên gây ra ở độ sâu Za . Cc Chỉ số nén lún LL Giới hạn chảy e0 Hệ số rỗng ban đầu w0 Độ ẩm ban đầu w Độ ẩm fn Lực MSA đơn vị  'v Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng  'h Ứng suất hữu hiệu theo phương ngang K0 Áp lực đất nghỉ c’ Lực dính hữu hiệu K Hệ số đất nghỉ H’ Độ sâu đất yếu đến điểm trung hòa N Fn Lực MSA tác dụng lên thân cọc p chu vi tiết diện cọc ' Dung trọng hữu hiệu
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Hệ số ổn định theo kết quả tính toán kiểm định sự cố [7]....................... 10 Bảng 2.1. Đề xuất hàm (hồi quy) dự báo chỉ số nén lún (Cc)................................. 25 Bảng 2.2. Các giá trị K tan  ' ............................................................................... 27 Bảng 2.3. Xác định chiều dày MSA cho thiết kế [17] ........................................... 29 Bảng 3.1. Thông số đầu vào để tính hệ số an toàn – Bài toán 1.............................. 32 Bảng 3.2. Thông số đầu vào để tính toán độ lún ổn định – Bài toán 1 .................... 32 Bảng 3.3. Thông số đầu vào để tính hệ số an toàn – Bài toán 2.............................. 37 Bảng 3.4. Thông số đầu vào để tính toán độ lún ổn định – Bài toán 2 .................... 38 Bảng 3.5. Thông số đầu vào để tính hệ số an toàn – Bài toán 3.............................. 41 Bảng 3.6. Thông số đầu vào để tính toán độ lún ổn định – Bài toán 3 .................... 42 Bảng 3.7. Kết quả tính toán cố kết – Bài toán 3 ..................................................... 46 Bảng 3.8. Chiều dày tính toán và mức độ ảnh hưởng của MSA – Bài toán 3 ......... 47
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Sự cố công trình TDC tỉnh lộ ĐT855 & CDC Long Sơn Ngọc.................8 Hình 1.2. Sự cố lún nền công trình Chợ bách hóa Lai Vung ....................................9 Hình 1.3. Sự cố công trình Nâng cấp Bờ bao bảo vệ 2600ha lúa Thu Đông .............9 Hình 1.4. Sự cố công trình Bờ kè & Hoa viên đường Lê Duẩn .............................. 11 Hình 1.5. Sự cố công trình Bờ kè kênh Trung Ương.............................................. 12 Hình 1.6. Sự cố công trình Trường THCS Đốc Binh Kiều ..................................... 13 Hình 2.1. Màu biểu thị độ lớn số gia chuyển vị tổng ở trạng thái phá hoại ............. 22 Hình 2.2. Minh họa mặt cắt các lớp đất liên quan các công thức tính lún ............... 24 Hình 2.3. Mặt phẳng trung hòa và biểu đồ lún của cọc – đất xung quanh............... 26 Hình 3.1. Mô hình Plaxis – Bài toán 1 ................................................................... 31 Hình 3.2. Kết quả tính toán  Msf – Bài toán 1................................................... 33 Hình 3.3. Kết quả độ lún ổn định (Extreme total displ.) – Bài toán 1 ..................... 33 Hình 3.4. Mô hình Plaxis – Bài toán 2 ................................................................... 37 Hình 3.5. Kết quả tính toán  Msf – Bài toán 2................................................... 38 Hình 3.6. Kết quả độ lún ổn định (Extreme total displ.) – Bài toán 2 ..................... 39 Hình 3.7. Mô hình Plaxis – Bài toán 3 ................................................................... 41 Hình 3.8. Kết quả tính toán  Msf – Bài toán 3................................................... 43 Hình 3.9. Kết quả độ lún ổn định (Extreme total displ.) – Bài toán 3 ..................... 44
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trên cơ sở tổng hợp đặc điểm địa chất mang tính đặc trưng kết hợp việc thu thập các báo cáo kiểm định nguyên nhân sự cố có yếu tố nền móng của các công trình xây dựng tại địa phương và ghi nhận những nội dung liên quan từ các báo cáo kiểm định, Luận văn tập trung phân tích sự cố công trình có nguyên nhân nền móng (SCNM) dựa vào đặc điểm địa chất trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp. Việc tổng hợp (mang tính khái quát) về đặc điểm địa chất được thực hiện trên cơ sở thu thập các báo cáo địa chất điển hình theo từng vùng (huyện, thị, thành) thuộc địa bàn tỉnh Đồng Tháp. Do các tài liệu địa chất thông thường (trên cơ sở các thí nghiệm thuộc Cơ học đất cổ điển) được sử dụng rất phổ biến trong giai đoạn thiết kế nền móng của các công trình xây dựng tại Đồng Tháp cũng như được sử dụng cho các bài toán địa kỹ thuật thuộc phần Tính toán kiểm chứng (Chương 3 của Luận văn) trên cơ sở các kết luận kiểm định về nguyên nhân sự cố, cho nên phần Cơ sở tính toán (Chương 2 của Luận văn) được thiết lập theo hướng phù hợp với các số liệu địa chất thông thường này. Các bài toán tính toán kiểm chứng được hỗ trợ bởi phần mềm PLAXIS kết hợp với các bản tính lập sẵn bằng EXCEL (trên cơ sở các công thức giải tích được sử dụng). Thông qua các kết quả đạt được từ bước tính toán kiểm chứng, Luận văn đưa ra những phân tích, đánh giá để làm rõ hơn các nguyên nhân sự cố và một số đề xuất phù hợp có thể làm cơ sở cho việc định hướng khắc phục, phòng ngừa cũng được trình bày. Từ đó, Luận văn có được những kết luận quan trọng và một số kiến nghị về hướng phát triển đề tài cũng được nêu lên. Những kết quả đạt được trong Luận văn có thể góp phần cải thiện một số kỹ năng cần thiết phục vụ trong công tác thiết kế nền móng các công trình mang yếu tố phức tạp trong việc xử lý nền, đặc biệt là công trình đắp cao, trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp.
1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Nền & móng công trình cho đến nay vẫn được xem là 2 bộ phận của một công trình xây dựng khó nắm bắt nhất. Móng là một đơn vị kết cấu có chức năng truyền tải trọng của công trình xây dựng xuống nền đất và nền có chức năng tiếp nhận tải trọng công trình thông qua móng. Nền và móng là một hệ thống nhất, tương tác với nhau. Vấn đề là ở chỗ, các tương tác này phải là hợp lý để công trình xây dựng được khai thác an toàn, lâu dài, đúng như dự liệu và điều này càng đặc biệt khó khăn hoặc không thể thực hiện được nếu không có các biện pháp xử lý đúng đắn trong những trường hợp công trình được xây dựng trên nền đất yếu. Các loại đất yếu thường tồn tại với nhiều dạng khác nhau như đất sét mềm, cát hạt mịn, than bùn, các loại trầm tích bị mùn hóa, than bùn hóa,... Trong thực tế xây dựng thường gặp nhất là đất sét yếu bão hòa nước. Loại đất này có những tính chất đặc biệt đồng thời cũng có các tính chất tiêu biểu cho các loại đất yếu nói chung [1], là những đất có khả năng chịu tải nhỏ (khoảng 0,5 – 1,0 daN/cm2), có tính nén lún lớn, có hệ số rỗng lớn (e > 1), mô đun biến dạng thấp (thường thì E0 < 50 daN/cm2), lực chống cắt nhỏ,... Trong các giai đoạn gần đây, công tác nền móng đã đối mặt với những vấn đề mang tính bước ngoặt, như: Công nghệ nền móng cho nhà cao tầng (đặc biệt trong điều kiện địa chất phức tạp và trong vùng đông dân cư); vấn đề san lấp tạo mặt bằng với quy mô lớn (về diện tích và chiều cao đắp) trên nền đất yếu; vấn đề xây dựng công trình ngầm đô thị; vấn đề xử lý ảnh hưởng của ma sát âm lên móng cọc;... Tất cả các vấn đề mới này buộc những người làm công tác nền móng, ngoài việc không ngừng tích lũy kinh nghiệm, còn phải cập nhật mới không chỉ kiến thức chuyên môn mà còn cả những công nghệ thi công mới, phương pháp tính toán mới, đặc biệt là việc ứng dụng phù hợp các phần mềm tin học chuyên ngành trong việc giải các bài toán địa kỹ thuật. Bên cạnh hiệu quả tích cực đạt được trong công tác
2 nền móng nói chung, thực tế cũng đã xảy ra không ít các sự cố nền móng công trình, đặc biệt là công trình trên nền đất yếu, gây thiệt hại không chỉ về mặt kinh tế mà còn ảnh hưởng đến hoạt động của đơn vị sử dụng công trình và ảnh hưởng đến dư luận xã hội. Một số đặc điểm của sự cố công trình có nguyên nhân nền móng (SCNM) [2] như sau:  Về phương thức biểu hiện, SCNM thường được phát hiện thông qua các hư hỏng về kết cấu bên trên. Trong một số trường hợp, SCNM cũng có các biểu hiện trực quan hơn bằng sự mất tính liên tục hoặc các chuyển vị lớn trên thân hoặc một vài bộ phận công trình xây dựng.  Về thời điểm phát hiện sự cố, SCNM thường được phát hiện trong thời gian vận hành khai thác, đặc biệt ngay sau khi đưa công trình vào hoạt động; hiếm khi SCNM được phát hiện ngay trong quá trình thi công. Về đặc điểm diễn biến, SCNM thường tiến triển chậm chạp kéo dài theo thời gian cho đến khi công trình mất khả năng sử dụng. Tuy nhiên, trong trường hợp bị phá hoại về độ bền, SCNM cũng có thể xảy ra đột ngột, đổ sụp tức thì.  Về hậu quả của sự cố, SCNM thường chỉ làm giảm và dẫn tới mất khả năng khai thác sử dụng công trình (so với yêu cầu thiết kế ban đầu). SCNM hiếm khi gây ra các thiệt hại về người (ngoại trừ các sự cố xảy ra quá đột ngột). Luận văn này, với đề tài “Phân tích sự cố nền móng công trình dựa vào đặc điểm địa chất trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp”, sẽ tập trung vào việc tổng hợp, phân tích và đánh giá SCNM của một số công trình thực tế được xây dựng trên địa bàn Đồng Tháp qua việc ghi nhận số liệu địa chất, số liệu hiện trường sự cố và những kết luận về nguyên nhân sự cố được tham khảo trong các Báo cáo kiểm định có liên quan. Qua đó, một số đề xuất phù hợp, có thể làm cơ sở cho việc định hướng khắc phục, phòng ngừa sẽ được trình bày; đồng thời, những kiến nghị về hướng phát triển của đề tài cũng sẽ được nêu lên trong Luận văn. 1.2 Tổng quan sự cố có nguyên nhân nền móng đã xảy ra ở nước ta Không ít các sự cố có nguyên nhân nền móng (SCNM) đã xảy ra trong các công trình xây dựng ở nước ta. Các sự cố này, tùy mức độ, có thể được nhìn thấy
3 thực tế ở địa phương hoặc trên các phương tiện thông tin đại chúng. Có thể liệt kê một số sự cố dưới đây (theo [2]): a. Trạm tiếp nhận thạch cao Nhà máy xi măng Ninh Bình: Trạm tiếp nhận thạch cao nhà máy xi măng Tam Điệp (Ninh Bình) có kích thước mặt bằng 9,8 x 21,7 (m). Theo thiết kế, móng của trạm đặt sâu với đáy móng ở CĐQG là +45,1 m và +40,3 m (cao độ MĐTN là +51,4 m) đặt trực tiếp trên bề mặt đá vôi. Phương án thi công dự kiến là đào đến bề mặt đá với độ sâu đào chừng 10,0 11,0 m kể từ MĐTN, đổ bê tông lót và thi công móng. Tuy nhiên, khi đào tới cao độ +45,0 m và sau đó tới +40,0 m, đá gốc vẫn chưa bắt gặp và nước chảy ngập hố đào với lưu lượng lớn; mực nước tĩnh nằm tại cao độ +45,0 m gây chuyển vị thành, lún bề mặt đất quanh hố đào dẫn tới hư hại một số công trình lân cận. Nguyên nhân sự cố ở đây là khâu khảo sát địa chất công trình đã bị bỏ qua, nhận thức không đầy đủ về tính phức tạp của khu vực đá vôi castơ hoá có bề mặt phức tạp và phong phú nước. Khảo sát địa kỹ thuật bổ sung bằng xuyên trọng lượng của Thụy Điển cho thấy, bề mặt đá gốc nằm tại cao độ +35,0  36,0m và trên nó có một lớp đất sét nửa cứng với cao độ mặt lớp 35,0  37,0 m. Sự cố được giải quyết rất đơn giản: Tập trung đào nhanh hố móng kết hợp với bơm hút nước công suất mạnh tới độ sâu của bề mặt lớp sét nửa cứng, đổ bêtông lót tới cao độ thiết kế và thi công móng. b. Kè mương thoát nước, Khu liên hợp thể thao Quốc gia, Mỹ Đình, Hà Nội: Mương thoát nước là một phần việc thuộc hạng mục cơ sở hạ tầng Khu liên hợp thể thao Quốc gia, Mỹ Đình, Hà Nội, có bề rộng 8 m tại đáy và sâu 4,5m. Tổng hợp kết quả khảo sát địa chất cho thấy cấu tạo địa tầng dọc theo mương thoát nước tương đối đồng đều, gồm : Đất lấp dày 1,7  1,8 m; lớp sét dẻo mềm đến dẻo chảy dày 3 m và tiếp theo là lớp bùn sét dày trung bình 10,5 m. Bờ kè là tường trọng lực bằng đá hộc dày 1,5 m tại chân tường và 0,6 m tại đỉnh tường. Móng tường rộng 2,35 m đặt trong lớp sét dẻo mềm  dẻo chảy được gia cố bằng cọc tre dài 2 m, mật độ 25 cây/m2.
4 Kè được thi công trong khoảng tháng 1012/2002. Đến ngày 23/01/2003 tiến hành ủi đất san nền bãi đỗ xe sau bờ kè, một đoạn kè dài 48 m đã chuyển dịch ngang lên tới trên 50 cm và xuất hiện vết nứt ngang tường (gãy tường đá, gãy dầm bê tông), đất bị tụt từng mảng lớn ở khu vực lân cận. Kết quả khảo sát bổ sung (giai đoạn 2) cho thấy: Tại nơi xảy ra sự cố địa tầng khác với tài liệu địa chất đã được cung cấp trước đó (giai đoạn 1). Hệ số ổn định của kè SF = 1,22÷1,97 theo tài liệu địa chất ở giai đoạn 1 và SF = 0,94 ở giai đoạn 2 (khảo sát bổ sung). c. Trạm nghiền thô  Nhà máy xi măng Nghi Sơn: Cụm công trình này có chức năng tiếp nhận và sơ chế nguyên vật liệu phục vụ sản xuất xi măng. Kích thước mặt bằng 11,513,5 m và 17,519,5 m, chiều cao 25 m, kết cấu hệ khung và tường chắn BTCT. Móng bè trên cọc 30x30(cm) và 40x40(cm) với cao độ mặt móng là +6,3 m (CĐQG). Một đường dẫn phía sau nhà được đắp để phục vụ vận chuyển cấp nguyên vật liệu vào trạm với cao độ của khối đắp là +24,3 m (CĐQG). Về điều kiện đất nền, dưới lớp đất đắp SLMB dày khoảng 4,3 m là lớp bùn sét dày 1,8 m; sau đó là các lớp đất loại sét trạng thái cứng và cát chặt. Đá gốc là đá vôi nằm ở độ sâu chừng 1920 m. Tháng 01/1999 khi đường dẫn được thi công tới công trình cách chừng 10m, công trình bắt đầu có chuyển vị ngang (7 25 mm). Khi đường dẫn đạt đến cao độ (CĐQG) +24,0 m (tháng 05/1999), các chuyển dịch là 6177 mm. Quan trắc chuyển dịch của đất nền bằng thiết bị đo nghiêng (Inclinometer) cho thấy, trong thời gian 18/06 đến 07/07/1999, các lớp đất nền chuyển vị khoảng 35 mm và lớp đất đắp trong khoảng cao độ +6,0 đến+11,0 m chuyển vị lớn hơn 5-10 mm. Kết cấu công trình cũng bị hư hại biểu hiện bằng xuất hiện các vết nứt và khi đào kiểm tra thấy hầu hết các cọc đều bị nứt tại vị trí liên kết với đài với bề rộng vết nứt phổ biến 24 mm. Khi hạ bớt cao độ đất đắp đường dẫn còn +15 m (tháng 06/1999), chuyển vị ngang công trình không còn phát triển. Thiết kế đã bỏ qua tải trọng ngang tác dụng lên công trình được phát sinh do khối đất đắp đường dẫn phía sau công trình gây ra (mô hình hóa không đầy đủ các
5 tương tác). Các tính toán kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc và phân tích chuyển vị ngang của kết cấu dưới tác dụng của khối đắp cho thấy, tải trọng ngang tác dụng lên cọc đã vượt quá 2 lần khả năng chịu tải của cọc. d. Cư xá Thanh Đa, lô IV và VI: Cư xá Thanh Đa (Bình Thạnh, Tp.Hồ Chí Minh) có 6 lô nhà 5 tầng. Mỗi lô gồm 2 dãy nhà song song cách nhau 4 m, có bề rộng 7,5 m và chiều dài 147 m, được chia thành 4 đơn nguyên cách nhau bởi các khe lún. Kết cấu khung sàn BTCT với bước cột cách đều 3 m và tường gạch bao che. Móng băng trên nền gia cố cừ tràm dài 2,52,7 m; mật độ 16 cây/m2. Ba dải móng băng (trong đó có 1 dải bề rộng 2,1 m phía trước; 2 dải bề rộng 1,3 m ở giữa và sau) dưới cột, cách nhau 4,5 m và 3,0 m. Khu vực có cấu tạo địa chất bao gồm lớp bùn yếu phân bố trên mặt với bề dày 1216 m và dưới nó là các lớp đất loại sét trạng thái dẻo cứngcứng và cát hạt nhỏ chặt vừa. Sau thời gian sử dụng, công trình được phát hiện là bị lún không đều. Nguyên nhân cơ bản dẫn tới SCNM này là phương án móng không phù hợp với điều kiện đất nền của khu vực. e. Kho cảng Thị Vải: Kho cảng Thị Vải có chức năng tồn trữ và xuất khí hóa lỏng, nằm ở ven sông Thị Vải với bề dày SLMB trung bình 3,5 m. Theo kết quả khảo sát, khu vực có mặt lớp bùn sét yếu phân bố ngay từ trên MĐTN và trải sâu tới độ sâu trong khoảng 823 m và dưới nó là các lớp đất rời và dính có độ bền và tính biến dạng trung bình. Các giải pháp móng và xử lý nền áp dụng ở đây là: - Móng cọc cho các kết cấu có tải trọng lớn và các khung nhà; - Các móng nông đặt trực tiếp trên nền cát san lấp cho các đường ống, cáp điện, sàn nhà và nền các khoang chống tràn của bồn chứa; - Xử lý nền bằng bấc thấm kết hợp với gia tải trước cho một số khu vực, chủ yếu là đường giao thông. Hiện tượng lún của công trình đặt trên móng nông đã được phát hiện ngay trong quá trình lắp đặt thiết bị. Độ lún của đất nền phát triển với tốc độ khá cao dẫn tới đường ống bị lún và lún lệch gây nguy cơ rò rỉ khí do đường ống bị nứt và có thể
6 bị phá hỏng tại các chỗ nối với các bồn chứa không lún (trên móng cọc) dẫn tới cháy nổ. Tại một số hạng mục như nhà điều khiển và nhà thiết bị điện, các hệ thống thiết bị bố trí dày đặc trong không gian hẹp do được đặt trực tiếp trên nền san lấp, bị lún không đều gây xô lệch vị trí tạo nguy cơ đứt các đường cáp điện, ảnh hưởng đến công tác vận hành điều khiển kho cảng. Một số đơn vị kết cấu của các nhà như nhà điều khiển, nhà thiết bị điện,... cũng phát hiện thấy hư hỏng (nứt dầm, nứt tường,..) chứng tỏ móng cọc cho các nhà này không phải là không bị lún lệch. Các hư hỏng tại kho cảng Thị Vải là do lún và lún không đều của lớp đất bùn yếu dưới tải trọng của lớp đất đắp san nền dày trung bình 3,5 m trên toàn khu vực. f. Nhà máy sơn mạ Đình Vũ: Nhà máy có kết cấu cột BTCT, vì kèo thép, bước cột theo chiều dọc 7,85 m và 9,0 m và theo chiều ngang là 202016 m. Toàn vùng được SLMB bằng cát với chiều cao khối san lấp là 3,5 m. Đất nền khu vực (không kể khối san lấp dày 3,5 m) gồm lớp bùn sét hữu cơ yếu dày đến 21 m, dưới nó tới độ sâu 3536 m là các lớp đất dính trạng thái từ dẻo mềm tới dẻo cứng và cuối cùng là đá phong hóa. Khung nhà và hầm bể mạ sử dụng móng cọc đóng BTCT tiết diện 35x35(cm) có chiều dài 3638 m chống vào đá gốc. Còn đối với móng thuộc dây chuyền sản xuất, sử dụng cọc có chiều dài chỉ 23 m tựa vào các lớp đất dính dưới bùn yếu. Sức chịu tải của cọc chống được dự tính là 135 Tấn và của cọc ma sát là 50 Tấn. Thí nghiệm nén tĩnh trên cọc ma sát cho sức chịu tải của cọc đạt 60 Tấn. Sau khi lắp đặt xong thiết bị theo dây chuyền sản xuất và chuẩn bị cho chạy thử, phát hiện thấy móng của các thiết bị trên dây chuyền bị lún và lún không đều khiến dây chuyền không thể hoạt động được. Đo đạc cẩn thận thấy móng máy theo dây chuyền lún nhiều hơn móng trên cột khung nhà 1015 cm. Móng máy là móng cọc dài 23 m tựa trên lớp đất sét dẻo mềm với sức chịu tải theo thí nghiệm nén tĩnh là 60 Tấn và tải trọng do trọng lượng máy trong dây chuyền sản xuất là nhỏ. Tuy vậy, móng máy vẫn bị lún không đều. Kiểm toán cho thấy, dưới tác dụng của tải trọng đất đắp, nền đất đắp bị lún nhiều với độ lún cuối cùng khoảng 140 cm và kéo
7 dài nhiều năm tạo nên ma sát âm (MSA) tác dụng lên thân cọc. Tính toán sơ bộ cho giá trị MSA tác dụng lên cọc khoảng 40 Tấn. Như vậy, MSA dụng lên cọc trong trường hợp này là rất lớn và cọc bị lún do bị mang tải vượt quá dự kiến. Thiết kế đã bỏ sót MSA và ảnh hưởng của chúng đến cọc. Qua một số SCNM (trong nước) vừa nêu, mặc dù số lượng được liệt kê có thể nói là rất ít (do phụ thuộc khuôn khổ Luận văn), cũng đã cho chúng ta có thể hình dung phần nào về sự phức tạp và đa dạng của các sự cố. Các hồ sơ về SCNM cũng đã được các nhà chuyên môn tập hợp lại một cách khoa học, làm cơ sở cho các nghiên cứu, đánh giá và rút ra được các bài học để có thể tránh được các sự cố tương tự trong tương lai hoặc phòng ngừa được các sự cố dạng khác. 1.3 Tình hình sự cố trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp Vùng đất Đồng Tháp được hình thành từ sự bồi lắng phù sa của dòng sông Mekong với đặc điểm đất đai nhìn chung có kết cấu kém bền vững cũng như trũng thấp nên công tác xử lý nền móng khi dựng công trình thường gặp nhiều khó khăn, phức tạp, dẫn đến kinh phí xây dựng cao. Tài nguyên đất ở địa bàn tỉnh Đồng Tháp có 4 nhóm đất chính [3]: (1) nhóm đất phù sa (chiếm khoảng 59,06% diện tích đất tự nhiên), đây là nhóm đất đã trải qua lịch sử canh tác lâu dài; (2) nhóm đất phèn (chiếm 25,99% diện tích tự nhiên); (3) nhóm đất xám (chiếm khoảng 8,67% diện tích tự nhiên); (4) nhóm đất cát (chiếm 0,04% diện tích tự nhiên). Với điều kiện địa chất, địa hình gặp nhiều bất lợi cũng như sự ảnh hưởng bởi đặc thù kinh tế - xã hội, cho đến thời điểm hiện tại trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp vẫn có rất hiếm những công trình nhà cao tầng được xây dựng. Các công trình nhà chủ yếu là thấp tầng, đồng thời, các công trình đắp cao (đường xá, đê bao, san lấp) chiếm hầu hết trong các hoạt động xây dựng công trình. Theo đó, các sự cố công trình thường xuất hiện ở các công trình có hạng mục đắp cao trên nền đất yếu. Trong thời gian qua, trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp đã xảy ra nhiều sự cố công trình có nguyên nhân nền móng. Dưới đây là một số công trình điển hình:  Tuyến dân cư phía Đông tỉnh lộ ĐT855 [4] – xã Hòa Bình, huyện Tam Nông (Hình 1.1): Tổng chiều dài tuyến san lấp (với chiều cao san lấp lớn hơn 5,0m)
8 của TDC dài khoảng 1,40 km (từ Km0+000 đến Km1+400). Biểu hiện sự cố là hiện tượng lún có chiều hướng tăng dần từ đầu tuyến đến cuối tuyến, trong đó khoảng 800m phía cuối tuyến bị lún sụt nghiêm trọng (từ 0,5m đến 2,0m) trong khi ở phía đầu tuyến (khoảng 600m) thì độ lún không đáng kể (trung bình khoảng 5,0cm). Về phân tích, đánh giá nguyên nhân sự cố sẽ được trình bày ở Bài toán 1 – Chương 3. Hình 1.1. Sự cố công trình TDC tỉnh lộ ĐT855 & CDC Long Sơn Ngọc  Cụm dân cư Long Sơn Ngọc (phía Tây) [5] – xã Thông Bình, huyện Tân Hồng (Hình 1.1): Mặt bằng công trình CDC có diện tích khoảng 34.545m2 (chiều cao san lấp trung bình khoảng 3,0m), được thiết kế hệ thống đường giao thông và hệ thống thoát nước cấp nước phục vụ đi lại, sinh hoạt. Mặt đường láng nhựa rộng từ 5-7m. Sự cố xảy ra chủ yếu tại một số đoạn (với tổng chiều dài hơn 100m) gần mái taluy của đê chắn cát san lấp và bản thân mái taluy cũng bị sạt lở. Biểu hiện sự cố là lún sụp mặt đường (gần mái taluy) trong khoảng bề rộng mặt đường từ 1,0m đến 3,0m với độ lún từ 10cm đến 40cm; một số đoạn mái taluy bị sạt lở ăn sâu vào trong từ 0,3m đến 3,3m. Kết luận về nguyên nhân sự cố (theo [5]) là do mái taluy của đê chắn cát bị xói lở (đê chắn là đất pha cát, chưa có biện pháp bảo vệ mái taluy chống xói lở) kéo theo sụp lở nền đường bên trong.  Công trình Nhà lồng chợ Bách hóa Lai Vung [6] – thị trấn Lai Vung (Hình 1.2): Sự cố xảy ra chủ yếu ở hạng mục San lấp mặt bằng (đắp cao) qua biểu hiện lún nền (độ lún vẫn chưa dừng tại thời điểm khảo sát kiểm định), ảnh hưởng đến kết cấu của hạng mục Nhà lồng chợ (nền bên trong & bên nhà đều bị lún) làm nền lát gạch bên trong nhà bị hư hỏng nghiêm trọng (do nền bị lún). Về phân tích, đánh giá nguyên nhân sự cố sẽ được trình bày ở Bài toán 2 – Chương 3.