Phân tích ảnh hưởng lún của việc xây dựng đường hầm metro đến các công trình lân cận khu vực TP.HCM

Đề tài do ThS. Nguyễn Anh Tuấn và tác giả Lê Thanh Bình (Trường ĐH Giao thông vận tải TP.HCM) thực hiện giới thiệu phương pháp phần tử hữu hạn thông qua sử dụng phần mềm Plaxis 3D Tunnel để tính toán độ lún và phân tích ảnh hưởng của độ lún đến công trình xung quanh khi xây dựng hầm metro.
Theo đó, xây dựng hầm metro gây ra sự thay đổi trạng tháo ứng suất – biến dạng tự nhiên của khối đất, vì đó dẫn đến xuất hiện trường biến dạng tắt dần trong khối đất xung quanh hầm, quá trình đó diễn ra liên tục không dứt và khi tồn tại đất yếu (tương đối) ở các lớp phía trên vòm hầm, biến dạng đó đạt đến bề mặt đất và tạo thành vùng biến dạng. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cường độ biến dạng khối đất và mặt đất, trong số đó có đặc điểm công nghệ xây dựng và điều kiện địa chất công trình. Khi đào hầm bằng khiên đào trong đất yếu quá trình biến dạng lún ngắn hạn diễn ra theo 5 giai đoạn. Ảnh hưởng đến cường độ các biến dạng ngắn hạn gây ra nói chúng sự thoát ra của đất ở gương đào và ở khe hở thi công sau đoạn vỏ phần đuôi của khiên đào. Đối với khiên đào có áp lực cân bằng ở gương đào thông thường nguyên nhân cuối cùng gây ra chất lượng lớn nhất. Trong điều kiện thi công hầm tuyến Bến Thành – Suối Tiên, để việc xây dựng công trình ngầm không ảnh hưởng lớn đến công trình lân cận, đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và kinh tế thì có thể lựa chọn chiều sâu đặt đáy hầm từ 15m đến 20m tức là khoảng 2D đến 3D với D là đường kính hầm. Biến dạng lún mặt ảnh hưởng bất lợi đến các ngôi nhà và công trình gần kề. Mức độ phá hủy của các ngôi nhà trên mặt đất về cơ bản phụ thuộc vào trạng thái kết cấu của các ngôi nhà và giá trị các thông số của vùng biến dạng mặt đất. Khi đó trong một số trường hợp yêu cầu có các biện pháp bảo vệ. Từ mô hình tính toán đường hầm bằng chương trình Plaxis 3D Tunnel ta có thể tính toán được các chuyển vị mặt đất trong các giai đoạn thi công và giai đoạn hoàn thành công trình. Vì vậy nó hoàn toàn có thể được áp dụng để tính toán cho công trình đường hầm tại TP.HCM.