zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Nguyên nhân và giải pháp phòng tránh rung lắc công trình, nhà cửa khu vực các Quận 1, 2, 3, 4 và Bình Thạnh,TP.HCM

Chia sẻ: Dạ Thiên Lăng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Báo xấu

4
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo "Nguyên nhân và giải pháp phòng tránh rung lắc công trình, nhà cửa khu vực các Quận 1, 2, 3, 4 và Bình Thạnh,TP.HCM" nhằm: (i) Làm rõ đặc điểm nền đất khu vực nghiên cứu gồm các Quận 1, 2, 3, 4, và Bình Thạnh; (ii) Đánh giá ảnh hưởng của các điểu kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội đến rung động nền đất; và (iii) Nhận định nguyên nhân gây rung lắc khu vực Trường NBK và đề xuất các giải pháp phòng tránh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nguyên nhân và giải pháp phòng tránh rung lắc công trình, nhà cửa khu vực các Quận 1, 2, 3, 4 và Bình Thạnh,TP.HCM

Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học 542 quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 toàn Nguyên nhân và giải pháp phòng tránh rung lắc công trình, nhà cửa khu vực các Quận 1, 2, 3, 4 và Bình Thạnh,TP.HCM Lê Ngọc Thanh1*, Nguyễn Quang Dũng1, Nguyễn Phi Hùng1, Nguyễn Tư Tường Khánh1, Đào Văn Tuyết2,3, Nguyễn Xuân Mãn3, Phạm Minh Tiến4, Lưu Hải Tùng1 1 Viện Địa lý tài nguyên Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2 Trường Đại học Bình Dương, Thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương, Việt Nam 3 Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 4 Viện Vật lý Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam *Email: lnthanh@hcmig.vast.vn Tóm tắt. Rung lắc nhà cửa công trình trong khu vực Trường tiểu học Nguyễn Bỉnh Khiêm xảy ra từ tháng 02/2017 nhưng đến nay nguyên nhân gây ra hiện tượng này vẫn còn tiếp tục nghiên cứu. Trên cơ sở tài liệu thu thập, điều tra, khảo sát và quan trắc, sử dụng các phương pháp nghiên cứu động đất và địa chấn công trình, đã phân loại nền đất theo Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 trong khu vực nghiên cứu; xác định các điều kiện phát sinh rung động bao gồm 3 nhóm nhân tố: (i) Nhóm nhân tố tiềm ẩn; (ii) Nhóm nhân tố biến động; và (iii) Nhóm nhân tố kích thích gây rung động. Hiện tượng rung lắc trong khu vực Trường tiểu học Nguyễn Bỉnh Khiêm có nguyên nhân từ đặc trưng nền đất và từ hoạt động xây dựng của công trình VOV. Từ kết quả đó đã đề xuất các giải pháp phòng tránh rung lắc phù hợp cho khu vực nghiên cứu. Từ khóa: rung lắc; trường chấn động; chu kỳ riêng; giải pháp phòng tránh; khu vực Trường NBK. 1. Giới thiệu Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) là một trung tâm kinh tế - thương mại, văn hóa - tài chính, khoa học - công nghệ, , … của cả nước, điều đó đã đưa TP.HCM trở thành một trong số ít những đô thị lớn trên thế giới có tốc độ tăng trưởng cao trong suốt hơn hai thập niên qua. Tuy nhiên, trong những năm gần đây quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa đã và đang diễn ra nhanh chóng ở nhiều quận, huyện cũng gây ra nhiều hậu quả tiêu cực về môi trường Thành phố. Bắt đầu từ ngày 21/02/2017 tại Trường tiểu học Nguyễn Bỉnh Khiêm (Trường NBK) và khu vực xung quanh đã xảy ra hiện tượng rung lắc công trình, nhà cửa không những ảnh hưởng đến học tập và tâm lý của học sinh, mà còn làm gây hoang mang lo lắng cho người dân sinh sống, làm việc trong khu vực. Như vậy, có thể thấy đối với TP.HCM vấn đề đánh giá rung chấn và quản lý xây dựng cần được đặt ra một cách chính thức và cần được triển khai rộng rãi. Công việc quan trọng và rất thiết thực này dựa một phần rất lớn vào các kết quả nghiên cứu liên ngành của các nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực các khoa học về Trái Đất. Bài báo này nhằm: (i) Làm rõ đặc điểm nền đất khu vực nghiên cứu gồm các Quận 1, 2, 3, 4, và Bình Thạnh; (ii) Đánh giá ảnh hưởng của các điểu kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội đến rung động nền đất; và (iii) Nhận định nguyên nhân gây rung lắc khu vực Trường NBK và đề xuất các giải pháp phòng tránh. 2. Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu bao gồm các Quận 1, 2, 3, 4 và Bình Thạnh với tọa độ địa lý trong hệ VN2000. Phía Bắc và ĐB giáp Thành phố Thủ Đức (Quận Thủ Đức cũ), điểm cực Bắc có tọa độ X = 603965.52, Y = 1198816.81; phía Nam giáp Quận 7 và sông Sài Gòn, điểm cực Nam có tọa độ X = 609279.84, Y = 1188073.30; phía Đông giáp Thành phố Thủ Đức (Quận 9 cũ) và sông Sài Gòn,
Lê Ngọc Thanh, Nguyễn Quang Dũng, 543 Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Tư Tường Khánh, Đào Văn Tuyết, Nguyễn Xuân Mãn, Phạm Minh Tiến, Lưu Hải Tùng điểm cực Đông là X = 615751.52, Y = 1191724.12 và phía Tây giáp các Quận Phú Nhuận, Gò Vấp, 10 và 5, điểm cực Nam có tọa độ là X = 599789.57, Y = 1193058.81. Có tất cả 70 phường trong khu vực nghiên cứu với tổng diện tích là 87,39 km2, trong đó Quận 3 có diện tích nhỏ nhất (4,92 km2) và diện tích lớn nhất (49,79 km2) là Quận 2 (Bảng 1; Hình 1) (http://www.pso.hochiminhcity.gov.vn., 2021). Bảng 1. Diện tích, dân số và mật độ dân số năm 2019 khu vực nghiên cứu phân theo Quận Mật độ dân số Số phường Diện tích (km2) Dân số trung bình (Người) (Người/km2) Quận 1 10 7,72 142.016 18.396 Quận 2 11 49,79 182.605 3.668 Quận 3 14 4,92 191.521 38.927 Quận 4 15 4,18 176.131 42.137 Quận Bình Thạnh 20 20,78 496.684 23.902 Tổng số 70 87,39 1.188.957 127.030 Hình 1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu 3. Đặc điểm nền đất khu vực TP.HCM 3.1. Phân loại nền đất theo Tiêu chuẩn Việt Nam Nền đất vùng Tp. Hồ Chí Minh được phân loại theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 375-2006. Kết quả cho thấy theo Tiêu chuẩn này, nền đất đến độ sâu khoảng 30 m được phân thành 7 loại nền A, B, C, D, E, S1 và S2. Gần đây, đã ban hành Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 9386:2012 (2012) nhưng không khác so với Tiêu chuẩn cũ (Bảng 2). Trong đó Vs,30 (m/s) là vận tốc truyền sóng ngang trung bình trong 30 m đầu tiên của mặt cắt; Nspt số nhát đập trong thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và Cu(Pa) là cường độ chịu cắt không thoát nước của nền đất. Bảng 2. Phân loại nền đất theo TCVN 9386:2012 Các tham số Loại Mô tả mặt cắt thạch học Vs,30 Nspt Cu nền (m/s) (nhát/30) cm) (Pa) Đá hoặc các kiến tạo địa chất khac tựa đá, kể cả A các đất yếu hơn trên bề mặt với bề dày lớn mhất >800 - - là 5 m. B Đất cát, cuội sỏi rất hoặc đất sét rất cứng có bề 360-800 >50 >250 2
Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học 544 quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 toàn dày ít nhất hàng chục mét, tính chất cơ học tăng dần theo độ sâu. Đất cát, cuội sỏi chặt, chặt vừa hoặc sét rất cứng C 180-360 15-50 70-250 có bề dày từ hàng chục tới hàng trăm mét. Đất rời trạng thái từ xốp đến chặt vừa (có hoặc D không xen kẹp vài lớp đất dính) hoặc có đa phần
Lê Ngọc Thanh, Nguyễn Quang Dũng, 545 Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Tư Tường Khánh, Đào Văn Tuyết, Nguyễn Xuân Mãn, Phạm Minh Tiến, Lưu Hải Tùng (giây) A 1,0 0 0,1-0,25 B 1,3 0,4 0,25-0,35 C 1,7 0,7 0,35-0,7 D 1,7 0,7 0,7-1,3 E 1,5 0,6 0,56-1,36 S 1,8 0,8 0,7-1,3 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Dao động nền trung bình Dao động của rung động chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các điều kiện địa phương (điều kiện nền). Nói chung, dao động tại nền đá sẽ nhỏ hơn nhiều so với dao động tại nền đất. Dao động nền đất phụ thuộc vào các yếu tố chính như đặc điểm hình học (chiều dày lớp) và các đặc điểm cơ lý (vận tốc truyền sóng ngang Vs, mật độ đất đá, hệ số tắt dần) của các lớp đất đá có mặt trong nền đất và nhiều yếu tố khác. Biểu hiện rõ ràng và quan trọng của ảnh huởng của điều kiện nển lên dao động nền đất là sự khuếch đại dao động nền đất gây nên bởi các lớp đất bở rời. Rung động trên mặt đất do các chấn động gây ra phụ thuộc vào khoảng cách từ chấn tiêu đến điểm quan sát và điều kiện nền đất địa phương. Trong trường hợp nền trung bình cấp động đất được đánh giá theo phương trình trường chấn động Blake - Sebalin (Sebalin, N.V. ,1974; Nguyen, T. V., Le, M. T. & Le N. T. 2014). [6,14] Io - I = νlog(√ /h) (1) trong đó Io và I là cấp động đất ở chấn tiêu và tại điểm quan sát, Δ – khoảng cách từ chấn tâm đến điểm quan sát; M – magnitude (độ Richter) tại chấn tiêu; h – độ sâu chấn tiêu; và b, ν, C là các hệ số thực nghiệm. Trên địa bàn Thành phố đến nay vẫn chưa có đủ số liệu để tính toán các hệ số thực nghiệm trên, nhưng đối với lãnh thổ Việt nam chúng được xác định là b = 1,5; ν = 3,2 và C = 3,0 (Le, M. T., 1980; Nguyen, D. X., 2004; Cat, N. H., 2005). [9, 10, 13] Khi biết Io có thể xác định M bằng hệ thức Io = bM - νlogh + C (2) Đối với động đất yếu (M = 1-3), năng lượng E (Joule) phát ra tại chấn tiêu được ước lượng bởi hệ thức logE = 1,8M + 4 (3) 4.2. Ảnh hưởng dao động nền lên công trình – Hiện tượng cộng hưởng Đối với công trình cao tầng, ngoài tác dụng tĩnh còn chịu tác dụng động của các loại tải trọng như gió và rung động nền đất. Ở mức độ thấp các rung động có thể tạo ra các sóng xung kích truyền vào các kết cấu làm công trình bị rung lắc. Chu kỳ dao động riêng Tn của một hệ kêt cấu phụ thuộc vào khối lượng và độ cứng của hệ. Đối với công trình xây dựng, Tn còn phụ thuộc vào loại nền đất dưới chân công trình và khả năng giảm chấn của công trình. Mức độ rung lắc của công trình có thể gia tăng do hiện tượng cộng hưởng khi chu kỳ dao động trội To của nền đất bằng với chu kỳ dao động riêng Tn của công trình (Nguyen, A. D., 2019; Nguyen, B. K., 2019; Nguyen, L. N. 2007). [2, 4, 5] Theo Tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất TCVN 9386:2012 (2012) [12] và theo Tiêu chuẩn TCXD 229:1999 (1999) [11], chu kỳ dao động riêng cơ bản (T1) của nhà cao tầng được tính theo các công thức thực nghiệm sau T11= α.N (4) trong đó: 4
Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học 546 quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 toàn N: số tầng nhà. α: hệ số phụ thuộc vào kết cấu nhà và dạng nền. Đối với nền móng có dạng trung bình: α = 0,064 - nhà khung bêtông cốt thép toàn khối. α = 0,08 - nhà khung thép. Và T12 = μ.( ) (5) √ trong đó: H: chiều cao công trình (m). D: bề rộng mặt đón gió (m). Μ : hệ số phụ thuộc vào dạng kết cấu: μ = 0,09 – nhà bằng bêtông cốt thép. μ = 0,1 – nhà bằng thép. 5. Kết quả và thảo luận 5.1. Điều kiện phát sinh rung động Nói chung số lượng các nhân tố dẫn đến phát sinh rung động thay đổi tùy theo điều kiện cụ thể, nhưng chúng tương quan chặt chẽ và tác động qua lại với nhau. Có thể phân thành 2 nhóm chính: 1. Nhóm các nhân tố tự nhiên (địa hình – địa mạo; địa chất – kiến tạo; địa chất thủy văn – địa chất công trình; khí hậu – thủy văn,...). Đây được coi là các nhân tố tĩnh, tiềm ẩn đối với TBĐC. 2. Nhóm các nhân tố hoạt động nhân sinh (phát triển xây dựng; kết cấu công trình xây dựng,...). Đây được coi là các nhân tố động, kích thích trực tiếp xảy ra rung động. Trong khu vực nghiên cứu có thể phân chia các điều kiện phát sinh rung động thành 3 nhóm các nhân tố khác nhau: 5.1.1. Nhóm nhân tố tiềm ẩn Địa hình Trong khu vực nghiên cứu, cao độ địa hình thay đổi từ 0 – 12 m, tăng dần từ phía Đông sang phía Tây. Ở rìa phía Tây tồn tại 2 khu vực riêng biệt có cao độ lớn, trên 10 m (Hình 3). Địa chất công trình Khu vực vực nghiên cứu nằm trong hai vùng ĐCCT khác nhau (Hình 4). - Vùng II - B: tích tụ - xâm thực, và - Vùng II - C: tích tụ. Điều kiện nền đất Trong khu vực nghiên cứu, đất nền loại C phân bố tập trung ở phía Tây ở các Quận Bình Thạnh, 3 và 1. Nền đất loại D chiếm diện tích lớn khu vực nghiên cứu, ngoại trừ Quận 4. Đặc biệt là phần trung tâm hiện diện đất nền loại S chiếm gần 1/3 diện tích khu vực nghiên cứu (Hình 5). 5.1.2. Nhóm nhân tố biến động Phát triển xây dựng Các Quận trong khu vực nghiên cứu đều có diện tích theo mật độ xây dựng cao 80-100%. Trong đó, Quận Bình Thạnh có diện tích theo mật độ xây dựng cao nhất, chiếm 635,85 ha; sau là Quận 2 chiếm 531,79 ha diện tích mật độ xây dựng, Quận 1 - 227,18 ha, Quận 4 - 190 ha, và Quận 5
Lê Ngọc Thanh, Nguyễn Quang Dũng, 547 Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Tư Tường Khánh, Đào Văn Tuyết, Nguyễn Xuân Mãn, Phạm Minh Tiến, Lưu Hải Tùng 3 có diện tích mật độ xây dựng thấp nhất với 178,49 ha. Tỷ lệ phần trăm mật độ xây dựng trên 80% theo Quận cho thấy Quận có tỷ lệ cao nhất là Quận 4 với 45,92%, kế đến là Quận 3 chiếm 36,88%, Quận Bình Thạnh - 30,50%, Quận 1 - 28,76% và Quận 2 với 10,66% (Hình 6) (Le, N. T., Nguyen, S. N., Nguyen, Q. D., Luu, H. T. & Nguyen, P. H., 2021). [7] Kết cấu công trình Rung động có thể tạo ra các sóng xung kích truyền vào các kết cấu làm công trình bị rung lắc. Sự rung lắc này phụ thuộc vào hai yếu tố là khối lượng và độ cứng của công trình. Với cùng loại vật liệu và hình dạng nhất định của công trình thì độ cứng phụ thuộc chủ yếu vào chiều cao. Đối với công trình cao tầng, ngoài tác dụng tĩnh còn chịu tác dụng động của các loại tải trọng như gió và rung động nền đất. Để xác định độ lớn của các tải trọng động tác dụng lên một công trình cần phải xác định chu kỳ (tần số) dao động riêng của nó. Vấn đề đặt ra là xác định tần số dao động riêng của công trình trong xây dựng để không xảy ra hiện tượng cộng hưởng. 5.1.3. Nhóm nhân tố kích thích gây rung động Trong điều kiện tồn tại Nhóm nhân tố tiềm ẩn và Nhóm nhân tố biến động như trên, có 2 yếu tố kích thích gây rung động là động đất và rung động nhân tạo. Hai nhân tố này đóng vai trò vừa là nguyên nhân trực tiếp, vừa là yếu tố kích hoạt rung động xảy ra. Tuy nhiên, do trên địa bàn TP.HCM hoạt động động đất không mạnh nên rung động do hoạt động nhân sinh là nhân tố kích thích quan trọng hơn. Hình 3. Sơ đồ địa hình Hình 4. Bản đồ địa chất công trình Hình 5. Sơ đồ phân loại nền đất Hình 6. Sơ đồ mật độ xây dựng (2018) 5.2. Đặc điểm rung chấn khu vực Trường NBK 5.2.1. Động đất năm 2005 Trên Bản đồ phân vùng động đất Việt Nam, TP.HCM nằm trong vùng động đất cấp VI-VII (thang MSK-64), nhưng trong phạm vi Thành phố chưa có chấn tâm nào mà chỉ chịu tác động xảy ra từ bên ngoài. Năm 2005, Thành phố đã chịu ảnh hưởng (dù không lớn lắm) của các trận động đất xảy ra vào các ngày 5-6 tháng 8, 17 tháng 10, và 8 tháng 11. Theo thang độ Richter độ mạnh của các trận động đất nằm trong khoảng 4,3 ≤ M ≤ 5,5 và có chấn tiêu nằm trên các đứt gãy kiến tạo á 6
Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học 548 quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 toàn kinh tuyến gần kinh tuyến 109. Kết quả điều tra cho thấy Thành phố biểu hiện rung động nền đất xảy ra từ cấp II đến cấp IV (Le, M. T., Le, N. T. & Nguyen, Q. D., 2005). [9] 5.2.2. Rung chấn năm 2017 Theo báo cáo của Sở Tài nguyên và Môi trường TP.HCM 23/02/2017, trong khu vực Trường NBK hiện tượng rung lắc bắt đầu từ ngày 20/02/2017, xảy ra nhiều đợt trong ngày, mỗi đợt kéo dài 1-2 phút, buổi sáng (8-9h), chiều (14-15h), và tối (17-18h). Trong phạm vi bán kính 500 m từ Trường NBK, kết quả điều tra khảo sát cho thấy (Hình 7). Hình 7. Sơ đồ vị trị các điểm điều tra Hình 8. Phương trình trường chấn động Blake - Sebalin Theo Trung tâm Báo tin Động đất và Sóng thần thuộc Viện Vật lý địa cầu (VAST), nguyên nhân rung lắc trong khu vực Trường NBK không do động đất vì vào thời gian đó Trung tâm không ghi nhận động đất nào trên lãnh thổ Việt Nam, mà có thể do các hoạt động xây dựng công trình xung quanh. Đáng chú ý là cách Trường NBK khoảng 100 m, Đài Tiếng nói Việt Nam tại TP.HCM (VOV) đang thi công xây dựng công trình gồm 2 tầng hầm, 16 tầng nối với chiều cao 60 m. Từ ngày 2-9/3/2017 chúng tôi đã trực tiếp quan trắc rung chấn tại 3 trạm (Le, N. T., Nguyen, S. N., Nguyen, Q. D., Luu, H. T. & Nguyen, P. H., 2021).[7] - Trạm 1: đặt trong khuôn viên công trình xây dựng VOV. - Trạm 2: trong khuôn viên Trường NBK. - Trạm 3: trong khu vực Nhà máy Ba Son. Trong thời gian quan trắc tại Trạm 1, công trình VOV chỉ thi công vài ngày đầu quan trắc. Các tín hiệu rung động nền đất ghi nhận được hầu hết là ngẫu nhiên do các hoạt động con người và lưu thông trên đường. Tại các Trạm 2 và 3, trong suốt thời gian quan trắc chỉ ghi nhận các tín hiệu rung ngẫu nhiên do người đi và xe lưu thông. Không có tín hiệu rung động nào bất thường. 5.3. Nguyên nhân gây rung lắc khu vực Trường NBK 5.3.1. Ảnh hưởng của nền đất Để tính toán khoảng cách từ 10 điểm điều tra đến công trình VOV đang xây dựng, trước hết chúng tôi đã xác định tọa độ tất cả các địa điểm này, sau đó kết hợp với thông tin điều tra về mức độ rung động đưa ra đánh giá cấp động đất theo thang MKS-64 của từng tòa nhà. Trong các địa điểm xảy ra rung lắc có 4 nhà cao tầng (từ 4 tầng trở lên) được đánh giá cấp V, 2 cao ốc – cấp IV; 4 địa điểm còn lại không cảm nhận rung động gồm 3 nhà tầng thấp (dưới 2 tầng)/đất trống và tòa nhà Đài truyền hình Thành phố Hồ Chí Minh, được gán cho cấp III (Bảng 4). Trong phạm vi các Quận 1, 2, 3, 4 và Bình Thạnh, đất nền loại C phân bố tập trung ở phía Tây ở các Quận Bình Thạnh, 3 và 1; nền đất loại D chiếm gần 2/3 diện tích; phần còn lại là đất nền loại S chiếm trọn Quận 4 và một phần các Quận 1, 2 và Bình Thạnh. Đặc biệt là khu vực Trường NBK nằm hoàn toàn trong đất nền loại S (Hình 5), có hệ số khuếch đại nền S = 1,8, số gia cấp động đất ΔI = 0,8 và chu kỳ trội To = 0,7-1,3 (giây). 7
Lê Ngọc Thanh, Nguyễn Quang Dũng, 549 Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Tư Tường Khánh, Đào Văn Tuyết, Nguyễn Xuân Mãn, Phạm Minh Tiến, Lưu Hải Tùng Do nền đất ảnh hưởng chủ yếu đến lan truyền dao động chủ yếu từ mặt đất đến độ sâu 30 m, nên giả thiết nguồn rung động trong khu vực Trường NBK nằm ở độ sâu này. Khi đó áp dụng phương pháp bình phương tối thiểu cho công thức (1) với các số liệu tương ứng trong Bảng 4, ta được I = 3,53x + 6,39 (6) 2 với ν = 3,53, xấp xỉ giá trị thực nghiệm trên lãnh thổ Việt Nam; hệ số xác định R = 0,803 và tập hợp số liệu có ý nghĩa thống kê (P = 0,0005) (Hình 8). Từ đó ta tính được số gia cấp động đất ΔI đối với nền trung bình tại 10 địa điểm điều tra (Bảng 4). Do nguồn rung động nằm trong nền đất loại S, cho nên cấp động đất xung quanh cũng gia tăng. Điều đó có nghĩa là thực tế nguồn rung động giải phóng năng lượng thấp hơn 1,8 lần. Do đó trong khu vực Trường NBK các hệ số thực nghiệm b, C trở thành bo = 1,8b và Co = 1,8C. Thay bo, Co và các tham số khác vào hệ thức (2) ta được M = 2,5. Thay giá trị M trên vào hệ thức (3), năng lượng E phát ra tại nguồn rung động được ước lượng cỡ E = 3. Joule tương đương với công suất cơ học P = 100 kWh (7) Từ đánh giá trong công thức (7) và so sánh với các thiết bị xây dựng hiện đại, có thể cho rằng nguồn rung động chính là máy khoan cọc nhồi có công suất trên 100 kWh. Khi thi công đạt đến công suất 100 kWh thì xảy ra hiện tượng khuếch đại nền đất và cộng hưởng dẫn đến sự rung lắc nhà cửa công trình trong khu vực Trường NBK. 5.3.2. Ảnh hưởng của kết cấu công trình Để xác định chu kỳ dao động riêng của các tòa nhà trong khu vực Trường NBK, ta áp dụng số liệu tương ứng trong Bảng 4 vào hai công thức (4) và (5), trong đó chọn α = 0,064 và μ = 0,09. Kết quả cho thấy từng cặp chu kỳ dao động riêng Tn cho mỗi tòa nhà có giá trị sai khác nhau không nhiều. So sánh với dải chu kỳ trội To đối với nền đất loại S, có 4 tòa nhà xảy ra hiện tượng cộng hưởng là Golden Tower, Bộ Công thương, Petrovietnam Tower và Đài truyền hình TP.HCM. Hai Tòa nhà đầu chịu rung động cấp V là tổng hợp rung động nền đất và cộng hưởng của công trình. Riêng tòa nhà Petrovietnam Tower tuy cách nguồn rung động khá xa (245 m) nhưng rung động cấp IV với gia số 0,8. Có thể giải thích là do kết cấu công trình (19 tầng) dẫn đến tải trọng động cộng hưởng khá cao. Tòa nhà Đài Truyền hình Thành phố Hồ Chí Minh tuy bị cộng hưởng với nền đất nhưng có cấp động đất III với gia số -0,3 nên chịu sự rung lắc không đáng kể. Có thể giải thích là do công trình này đã áp dụng các giải pháp kháng chấn thích hợp. Trường NBK chỉ chịu rung động cấp V. Tuy không chịu tải trọng động cộng hưởng, nhưng với số gia 0,4 hiện tượng rung lắc tòa nhà cũng trở nên khá mạnh. Như vậy, toàn bộ 10 điểm điều tra, kể cả công trình VOV đều nằm trong nền đất loại S, có hệ số khuếch đại và gia số cấp động đất lớn nhất trong các loại nền ở Thành phố Hồ Chí Minh. Nguồn rung động nằm ở độ sâu 30 m, tương đương động đất cấp III, khuếch đại thành cấp VI theo thang MKS-64; magnitude 2,5 độ Richter và năng lượng giải phóng tại nguồn 3.108 Joule, tương đương công suất cơ học 100 kWh. Do điều kiện nền đất và hiện tượng cộng hưởng, nên trong phạm vi 500 m các tòa nhà chịu rung lắc ở các cấp khác nhau. Hiện tượng rung lắc trong khu vực Trường NBK có các nguyên nhân từ đặc điểm tự nhiên là nền đất yếu và từ hoạt động xây dựng - khoan ép và khoan cọc nhồi của công trình VOV. 5.4. Giải pháp phòng tránh rung chấn 8
Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học 550 quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 toàn Dựa trên kết quả nhận định nguyên nhân gây rung lắc công trình, nhà cửa khu vực Trường NBK, chúng tôi đề xuất các giải pháp phòng tránh rung chấn trong khu vực nghiên cứu: 1) Áp dụng các biện pháp kháng chấn theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9386:2012 cho các nền đất đã xác định trên địa bàn TP.HCM. 2) Áp dụng Tiêu chuẩn TCXD 229:1999 khi xây dựng các công trình có xét đền kết cấu công trình và nền đất để giảm thiểu khuếch đại cường độ rung động do hiện tượng cộng hưởng. 3) Quản lý thiết bị thi công công trình gây rung động có công suất lớn như các máy khoan ép và khoan cọc nhồi; chỉ cho phép vận hành các thiết bị này trên nền đất với công suất phù hợp. 6. Kết luận 1) Kết quả phân loại nền đất cho thấy theo Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 đất nền loại C phân bố tập trung ở phía Tây ở các Quận 1, 3 và Bình Thạnh. Nền đất loại D chiếm diện tích lớn khu vực nghiên cứu, ngoại trừ Quận 4. Đặc biệt là phần trung tâm hiện diện đất nền loại S chiếm gần 1/3 diện tích khu vực nghiên cứu, bao phủ trọn Quận 4, và một phần các Quận 1, 2 và Bình Thạnh. 2) Các điều kiện phát sinh rung động bao gồm trong 3 nhóm nhân tố: (i) Nhóm nhân tố tiềm ẩn; (ii) Nhóm nhân tố biến động; và (iii) Nhóm nhân tố kích thích gây rung động. Trong Nhóm nhân tố thứ 3 có hai nhân tố kích thích gây rung động là động đất và rung động nhân tạo. Hai nhân tố này đóng vai trò vừa là nguyên nhân trực tiếp, vừa là yếu tố kích hoạt rung động xảy ra. Tuy nhiên, do trên địa bàn TP.HCM hoạt động động đất không mạnh nên rung động gây ra các hoạt động nhân sinh là nhân tố quan trọng hơn. 3)Hiện tượng rung lắc trong khu vực Trường NBK có các nguyên nhân từ đặc điểm nền đất và từ hoạt động xây dựng công trình VOV. Nguồn rung động chính là máy khoan ép và cọc nhồi có công suất trên 100 kWh. Khi thi công đạt đến công suất 100 kWh thì xảy ra hiện tượng khuếch đại nền đất và cộng hưởng dẫn đến sự rung lắc nhà cửa, công trình trong khu vực Trường NBK. 4) Để có những biện pháp kịp thời và hiệu quả trong công tác phòng tránh chúng tôi đề nghị: (i) Rà soát các biện pháp kháng chấn và tiêu chuẩn xây dựng của các công trình xây dựng quan trọng trong khu vực nội thành. (ii) Trong xây dựng công trình khu vực nội thành, cần kiểm tra các thiết bị thi công phù hợp với nền đất và công suất tương ứng. (iii) Tiếp tục triển khai nghiên cứu trong phạm vi rộng hơn, tiến tới đánh giá độ rủi ro rung động do hoạt động xây dựng cho toàn bộ TP.HCM. Lời cảm ơn Nội dung bài báo là một phần kết quả của đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc nền đất ba chiều (3D) đến độ sâu 50 m khu vực nội thành Thành phố Hồ Chí Minh và hiện trạng hoạt động đứt gãy sông Sài Gòn làm cơ sở cho việc đánh giá rung chấn và quản lý xây dựng". Chúng tôi chân thành cám ơn Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM và Viện Địa lý tài nguyên TP.HCM đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi để thực hiện đề tài. Các tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn về các ý kiến đóng góp của phản biện để bài báo được hoàn chỉnh. Tài liệu tham khảo [1] Cục Thống kê Thành phố Hồ Chí Minh [Statistical Office in Ho Chi Minh City] (2021). http://www.pso.hochiminhcity.gov.vn. 9
Lê Ngọc Thanh, Nguyễn Quang Dũng, 551 Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Tư Tường Khánh, Đào Văn Tuyết, Nguyễn Xuân Mãn, Phạm Minh Tiến, Lưu Hải Tùng [2] Nguyen, A. D. (2019). Phương pháp xác định chu kỳ dao động riêng của nhà nhiều tầng [Method for determination of natural periods of multi-stage buildings]. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp, Tập 3(2). [3] Cat, N. H. (2005). Phân vùng nhỏ động đất Tp. Hồ Chí Minh [Small zoning of earthquake in Ho Chi Minh City], Ho Chi Minh City, Vietnam: Liên đoàn Bản đồ địa chất miền Nam. [4] Nguyen, B. K. (2019). Địa kỹ thuật với phát triển công trình đô thi [Geotechniques with urbal construction development]. Hanoi, Vietnam: Nhà xuất bản Xây dựng. [5] Nguyen, L. N. (2007). Động đất và thiết kế công trình chịu động đất [Earthquake and Design for earthquake resistant buildings]. Hanoi, Vietnam: Nhà xuất bản Xây dựng. [6] Sebalin, N.V. (1974). Địa chấn học - Khoa học về động đất [Seismics – Science of earthquake]. Moskva, Russia: Nhà xuất bản Znanhie. [7] Le, N. T., Nguyen, S. N., Nguyen, Q. D., Luu, H. T. & Nguyen, P. H. (2021). Nghiên cứu cấu trúc nền đất ba chiều (3D) đến độ sâu 50 m khu vực nội thành Thành phố Hồ Chí Minh và hiện trạng hoạt động đứt gãy sông Sài Gòn làm cơ sở cho việc đánh giá rung chấn và quản lý xây dựng [Studying three - dimension (3D) ground structure to 50 m depth in urban area of Ho Chi Minh City and activity status of Saigon River fault providing the basis for shake assessment and construction management]. Ho Chi Minh City, Vietnam: Viện Địa lý tài nguyên Thành phố Hồ Chí Minh. [8] Le, M. T. (1980). Phân vùng động đất miền Nam Việt Nam [Earthquake zoning of South Vietnam]. Tuyển tập các công trình nghiên cứu vật lý địa cầu 1979, Hà Nội. [9] Le, M. T., Le, N. T. & Nguyen, Q. D. (2005). Điều tra đánh giá biểu hiện và ảnh hưởng của các trận động đất vào các ngày 5-6/8/2005, 17/10/2005 và 8/11/2005 trên địa bàn Tp. Hồ Chí Minh [Investigation and assessment of manifestation and influence of earthquakes on 5-6/8/2005, 17/10/200, and 8/11/2005 in Ho Chi Minh City]. Ho Chi Minh City, Vietnam: Viện Địa lý tài nguyên Thành phố Hồ Chí Minh. [10] Nguyen, T. V., Le, M. T. & Le N. T. (2014). Vật lý địa cầu đại cương [General geophysics]. Ho Chi Minh City, Vietnam: Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. [11] Tiêu chuẩn quốc gia TCXD 229:1999. (1999). Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 [Guide for calculation of dynamic component of wind loads according to TCVN 2737:1995]. Hanoi, Vietnam: Nhà xuất bản Xây dựng. [12] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9366:2012 (2012). Thiết kế công trình chịu động đất – Tiêu chuẩn thiết kế [Design for earthquake resistant building – Design standard]. Hanoi, Vietnam: Nhà xuất bản Xây dựng. [13] Nguyen, D. X. (2004). Nghiên cứu dự báo động đất và dao động nền ở Việt nam [Research for earthquake forecast and ground oscillation in Vietnam]. Hanoi, Vietnam: Viện Vật lý địa cầu. 10
Lê Ngọc Thanh, Nguyễn Quang Dũng, 552 Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Tư Tường Khánh, Đào Văn Tuyết, Nguyễn Xuân Mãn, Phạm Minh Tiến, Lưu Hải Tùng Bảng 4 Đặc điểm các công trình điều tra trong khu vực Trường NBK Chu kỳ dao động Tọa độ Khoảng Chiều cao (H) Đánh giá riêng (giây) cách đến x chiều rộng TT Công trình điều tra Địa chỉ cấp động Số gia ΔI Số tầng VOV Δ (D) ước tính đất I X Y (m) (m) T11 T12 Rung lắc Trường Tiểu học Nguyễn Bỉnh 2Bis Nguyễn Bỉnh Khiêm, 14 x (25 x 1 604148.2 1193232 91 V 0,4 04 0,26 0,25 Khiêm Quận 1 100) 10A Nguyễn Thị Minh Khai, 07 2 Tòa nhà GIC 604013.9 1193195 50 V -0,4 30 x 20 0,45 0,60 Quận 1 1 hầm 06 Nguyễn Thị Minh Khai, 15 3 Tòa nhà Golden Tower 604077.6 1193276 75 V 0,1 60 x 30 0,96 0,99 Quận 1 2 hầm 12 Nguyễn Thị Minh Khai, 14 4 Tòa nhà Bộ Công thương 603982.5 1193171 85 V 0,3 60 x 30 0,90 0,99 Quận 1 2 hầm 04 Nguyễn Thị Minh Khai, 5 Tòa nhà ACB 604111.5 1193315 123 IV -0,2 07 30 x 30 0,45 0,49 Quận 1 19 6 Tòa nhà Petrovietnam Tower 01 Lê Duẩn, Quận 1 604231.3 1193028 245 IV 0,8 80 x 50 1,22 1,02 2 hầm Không rung lắc Tòa nhà Đài truyền hình Tp. Hồ Chí 1 14 Đinh Tiên Hoàng, Quận 1 603978.6 1193002 220 III -0,3 16 65 x 50 1,02 0,83 Minh Trường Đại học Khoa học xã hội và 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Quận 2 603992.2 1192943 270 III 0,0 02 10 0,13 - Nhân văn 1 02 3 Sân vận động Hoa Lư 02 Đinh Tiên Hoàng, Quận 1 603872.3 1193159 195 III -0,5 8 0,13 - đất trồng 01 Nguyễn Thị Minh Khai, 02 4 Thảo cầm viên Sài Gòn 604274.9 1193130 225 III -0,3 4 0,13 - Quận 1 đất trồng 12

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2412 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.