I. Tổng quan về lún bề mặt và ảnh hưởng đến công trình
Lún bề mặt là hiện tượng phổ biến khi thi công đường hầm metro bằng TBM tại TP.HCM. Quá trình đào hầm làm thay đổi trạng thái ứng suất và biến dạng trong lòng đất, dẫn đến lún bề mặt. Hiện tượng này ảnh hưởng trực tiếp đến công trình xây dựng trên mặt đất, gây ra các vấn đề như nứt, nghiêng, thậm chí sập đổ. Địa kỹ thuật và kỹ thuật đào hầm đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát và giảm thiểu tác động này. Các yếu tố như biến dạng đất, hạ tầng đô thị, và an toàn công trình cần được đánh giá kỹ lưỡng.
1.1. Nguyên nhân và yếu tố gây lún bề mặt
Nguyên nhân chính gây lún bề mặt là sự mất cân bằng áp lực đất khi đào hầm. Kỹ thuật đào hầm bằng TBM tạo ra khoảng trống trong lòng đất, dẫn đến sự dịch chuyển của khối đất xung quanh. Các yếu tố như địa chất, chiều sâu đặt hầm, và phương pháp TBM ảnh hưởng đến mức độ lún. Biến dạng đất ngắn hạn và dài hạn cũng là vấn đề cần quan tâm.
1.2. Ảnh hưởng đến công trình bên trên
Lún bề mặt gây ra các vấn đề nghiêm trọng cho công trình trên mặt đất. Các tòa nhà, cầu đường, và hạ tầng đô thị có thể bị nứt, nghiêng, hoặc sập đổ. An toàn công trình là mối quan tâm hàng đầu, đặc biệt trong khu vực đô thị đông đúc như TP.HCM. Các biện pháp giám sát và quản lý rủi ro cần được áp dụng để đảm bảo sự ổn định của các công trình.
II. Phương pháp thi công và kiểm soát lún bề mặt
Thi công đường hầm bằng TBM đòi hỏi kỹ thuật cao và sự kiểm soát chặt chẽ để giảm thiểu lún bề mặt. Các phương pháp như gia cường đất, sử dụng vữa sét, và giám sát công trình được áp dụng để hạn chế biến dạng. Kỹ thuật đào hầm hiện đại giúp giảm thiểu tác động đến hạ tầng đô thị và đảm bảo an toàn công trình. Các giải pháp kết cấu và công nghệ thi công cũng được nghiên cứu để tối ưu hóa quá trình xây dựng.
2.1. Kỹ thuật đào hầm bằng TBM
TBM là phương pháp hiện đại được sử dụng để thi công đường hầm metro. Máy đào tổ hợp này giúp giảm thiểu sự xáo trộn đất và kiểm soát lún bề mặt. Các yếu tố như áp lực đất, tốc độ đào, và vật liệu gia cường được điều chỉnh để đảm bảo sự ổn định của hầm. Kỹ thuật đào hầm này đặc biệt phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp tại TP.HCM.
2.2. Giải pháp kiểm soát lún bề mặt
Các giải pháp như gia cường đất, sử dụng vữa sét, và giám sát công trình được áp dụng để kiểm soát lún bề mặt. Quản lý rủi ro và giám sát công trình giúp phát hiện sớm các vấn đề và đưa ra biện pháp khắc phục kịp thời. Các công nghệ hiện đại như phần mềm mô phỏng và hệ thống giám sát tự động cũng được sử dụng để tối ưu hóa quá trình thi công.
III. Nghiên cứu thực tế tại TP
Nghiên cứu thực tế tại TP.HCM cho thấy lún bề mặt là vấn đề nghiêm trọng khi thi công đường hầm metro bằng TBM. Các kết quả tính toán và mô phỏng bằng phần mềm Plaxis đã chỉ ra mối quan hệ giữa chiều sâu đặt hầm, khoảng cách giữa các hầm, và biến dạng đất. Các giải pháp như gia cường đất và sử dụng vữa sét đã được áp dụng để giảm thiểu tác động đến công trình trên mặt đất. An toàn công trình và quản lý rủi ro là yếu tố quan trọng trong quá trình thi công.
3.1. Kết quả tính toán và mô phỏng
Các kết quả tính toán bằng phần mềm Plaxis cho thấy lún bề mặt phụ thuộc vào chiều sâu đặt hầm và khoảng cách giữa các hầm. Biến dạng đất được mô phỏng để đánh giá tác động đến công trình trên mặt đất. Các thông số như hệ số mất thể tích và độ sâu đặt hầm được sử dụng để dự đoán mức độ lún.
3.2. Giải pháp áp dụng thực tế
Các giải pháp như gia cường đất, sử dụng vữa sét, và giám sát công trình đã được áp dụng tại TP.HCM để giảm thiểu lún bề mặt. Quản lý rủi ro và giám sát công trình giúp đảm bảo an toàn công trình và hạn chế các sự cố trong quá trình thi công. Các kết quả nghiên cứu đã đóng góp quan trọng vào việc tối ưu hóa quá trình xây dựng đường hầm metro.
