Hiện tượng đá lật (rock toppling), một số thầy gọi là "đá đổ", thôi cứ mạnh dạn gọi là đá lật đổ, vì bản chất là khối đá bị lật xoay và đổ xuống. Đây là một trong các dạng dịch chuyển sườn dốc. Hiện tượng đá lật đổ thường xảy ra khi khối đá ở sườn dốc được chia thành một loạt các phiến hoặc cột do các khe nứt dốc đứng và kéo dài song song hoặc gần song song với mặt sườn dốc. Khi đá lật đổ, cột đá hoặc phiến đá xoay quanh một điểm cố định ở chân dốc hoặc gần chân dốc đồng thời xảy ra sự trượt giữa các lớp. Đá lật đổ cũng có thể xảy ra với một cột đá hoặc phiến đá đơn lẻ (hiếm gặp hơn) khi đá bị chia cắt bởi một gián đoạn.
Nguồn hình ảnh: bài giảng cơ học đá
PS: Bài viết nhân vụ trượt lở đá làm 3 người chết ở Thung Khe - xã Mai Châu - Phú Thọ ngày 14/12/2025.
Khi nói đến đá, chúng ta thường nghĩ đến sự cứng chắc. Với các kỹ sư, chúng ta thường so sánh với đất và cũng thường nghĩ đến sự ổn định của vật liệu đá tốt hơn nhiều so với đất. Nhưng liệu nền đá dưới chân chúng ta hay vật liệu đá bên trong sườn núi có thực sự ổn định như chúng ta vẫn nghĩ? Thực tế, việc đánh giá ổn định của nền đá hay mái dốc đá không hề đơn giản. Khi đánh giá rủi ro sạt lở đá, có thể gặp phải một số vấn đề sau:
Các thông tin dữ liệu về địa kỹ thuật có thể nói dối, các giá trị của các thông số địa kỹ thuật không kể toàn bộ câu chuyện.
Các dữ liệu về địa kỹ thuật có thể không
đáng tin cậy. Các phương
pháp khảo sát khác nhau
có thể cho kết quả
hoàn toàn khác biệt. Ví dụ, dữ liệu thu thập từ công tác
khoan và dữ liệu
từ công tác đo vẽ bản đồ địa chất công trình có thể khác biệt đáng kể. Sự khác biệt này
có thể bắt nguồn từ nhiều yếu tố như sai lệch do định hướng lỗ khoan, sai lệch do vị trí khoan không đại diện hoặc thậm chí là lỗi trong quá trình ghi chép mô tả khoan. Hơn nữa,
những ước tính tại hiện trường của người ghi mô tả khoan địa chất về độ bền của đá có thể có khác so với kết quả thử
nghiệm thực tế trong phòng thí nghiệm. Điều này nhấn mạnh một thực tế: dữ liệu địa chất không phải lúc nào cũng hoàn hảo và
cần được sử dụng một cách
cẩn trọng và có suy xét.
Mô hình tính toán phổ biến có thể quá lạc quan: độ bền thực sự của của khối đá nằm ở đâu?
Phương pháp
Hoek–Brown là một công cụ phổ biến được sử dụng để đánh giá độ bền của
khối đá. Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ ra rằng phương pháp này đôi khi "đánh
giá quá cao độ bền",
dẫn đến một đánh giá quá lạc quan về sự an toàn. Bản thân phương pháp của Hoek-Brown đánh giá chất lượng khối đá thông qua
chỉ số GSI, một chỉ số không xét đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng khối
đá. Đặc biệt GSI không xét hề xét tới sự định hướng hay thế nằm của các mặt yếu.
Hoek- Brown coi vật liệu khối là đồng nhất và đẳng hướng. khi các mặt yếu trong
khối đá mái dốc có thế nằm bất lợi thì việc tính toán ổn định theo Hoek-Brown sẽ
đánh giá sai thực tế.
Việc lấy mẫu khảo sát có thể sai khác so với thực tế, luôn cần có có chỉnh lý thống kê số liệu khảo sát.
Khi khảo sát địa chất công trình, thường chỉ đánh giá dựa trên điểm lộ, diện
lội hoặc tuyến khảo sát. Sự biến đổi thống kê mà chúng ta quan sát được trong một khu vực nhỏ
(ví dụ, một cửa sổ đo vẽ 5m x 5m) không giống với sự biến đổi trên một mặt trượt tiềm
năng lớn hơn rất
nhiều. Do đó, luôn phải có điều chỉnh thống kê số liệu thăm dò khảo sát cho phu phù
hợp với quy mô thực
tế của mặt trượt.
Khi khảo sát
mái dốc đá, luôn có những thông tin không hoặc không thể xác định được.
Chúng ta luôn
phải chấp nhận sự hạn chế thông tin trong kỹ
thuật, đặc biệt là thông tin về địa chất. Người ta thường nói vui và có phần mỉa mai rằng "kỹ sư địa chất là ăn cơm dương gian nói chuyện âm phủ". Làm sao để đánh giá đúng điều kiện địa chất luôn là thách thức với kỹ sư địa chất công trình. Không phải lúc nào chúng ta cũng biết
rõ và đầy đủ các thông tin địa chất công trình. Sự thiếu thông tin có thể vì nhiều lý do khác nhau
như sự phức tạp của điều kiện địa chất, chi phí cho công tác công tác khảo sát
hạn chế, phương pháp khảo sát và thiết bị khảo sát không đầy đủ…thông tin phục
vụ đánh giá ổn định mái dốc đá có thể ở các mức độ khác nhau: chúng ta hiểu rõ và nhận thức được thông tin (trường hợp này là lý tưởng), có thể chúng nhận thức được nhưng chưa hiểu rõ thông tin. Đặc biệt có thể gặp cả trường hợp các yếu tố mà chúng ta không nhận
thức được cũng như không hiểu rõ (trường hợp này không thể đánh
giá rủi ro ổn định). Ở vấn đề này, cho thấy sự cần thiết phải có các chuyên gia giàu kinh
nghiệm, những người có thể giúp xác định những rủi ro mà các mô hình và dữ liệu
đơn thuần không thể nhìn thấy.
Có thể thấy rằng, việc hiểu được sự ổn định của mái dốc không chỉ ở các công thức cứng nhắc. Nó đòi hỏi sự nắm vững kiến thức về địa chất, khả năng đánh giá khảo sát địa chất công trình, các phương pháp thống kê, sự thận trọng để thừa nhận những điều không chắc chắn về điều kiện địa chất. Sự ổn định không nằm ở bản thân khối đất đá, mà nằm ở sự chặt chẽ trong hiểu biết và phương pháp luận của kỹ sư.
Bài viết này tổng hợp các phân tích chuyên sâu về những thách thức, công nghệ và chiến lược quản lý rủi ro trong việc đào hầm tại các khu vực đô thị bằng máy đào hầm (TBM) trong điều kiện nền đất. Các phân tích được trình bày trong bài giảng "Urban tunnelling in soft ground using TBM's" của ITA.
Việc thi công hầm trong môi trường đô thị phải đối mặt với nhiều khó khăn đặc thù, bao gồm tầng phủ nông, sự có mặt của các công trình trên mặt đất, các vật cản không xác định trong lòng đất, và điều kiện địa chất phức tạp, thay đổi liên tục.
R = w x D. Các biện pháp giảm thiểu rủi ro nhắm vào việc giảm một hoặc cả hai yếu tố này. Biện Pháp | Chi Tiết |
Biện pháp Thi công | - Cải tạo nền đất: Phun vữa (grouting) để tăng cường độ và/hoặc giảm tính thấm của đất. - Chuẩn bị trạm dừng TBM: Tạo ra các khu vực đã được gia cố trước để TBM có thể dừng lại bảo trì một cách an toàn mà không cần khí nén. - Phun vữa ổn định khối đá: Giữ các khối đá rời không bị rơi ra trong quá trình cắt. - Xây dựng kết cấu hỗ trợ: Các kết cấu như ô che bằng ống thép (pipe umbrella) hoặc dầm bê tông dự ứng lực trên cọc mini để bảo vệ hầm khi lớp phủ quá mỏng. |
Quan trắc | Giám sát có hệ thống các biến dạng nền đất, lún bề mặt, hành vi của các công trình lân cận, mực nước ngầm và hiệu suất của máy TBM. Đây là một phần không thể thiếu của mọi kế hoạch an toàn. |
Biện pháp Bổ sung | Đóng đường tạm thời hoặc sơ tán các tòa nhà khi đi qua các khu vực đặc biệt nhạy cảm để giảm thiểu mức độ thiệt hại tiềm tàng. |