Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13594-9:2023 về Thiết kế cầu đường sắt khổ 1435 mm, vận tốc đến 350km/h - Phần 9: Địa kỹ thuật và nền móng là một phần quan trọng trong bộ tiêu chuẩn quốc gia về đường sắt tốc độ cao, quy định các nguyên tắc, yêu cầu kỹ thuật và phương pháp tính toán thiết kế nền móng, địa kỹ thuật cho các công trình cầu trên tuyến đường sắt khổ tiêu chuẩn.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với công tác khảo sát, thiết kế địa kỹ thuật, tính toán nền móng (bao gồm móng nông và móng sâu) cho các công trình cầu thuộc tuyến đường sắt khổ 1435 mm có tốc độ vận hành thiết kế lên đến 350 km/h. Đối tượng áp dụng bao gồm các tổ chức tư vấn thiết kế, cơ quan quản lý dự án, nhà thầu thi công và các đơn vị kiểm định chất lượng công trình đường sắt tốc độ cao tại Việt Nam.

Mục tiêu và yêu cầu của công tác khảo sát địa kỹ thuật

• Thiết lập chi tiết các điều kiện về đất, đá và nước dưới đất tại khu vực xây dựng công trình cầu đường sắt.
• Xác định chính xác các tính chất cơ lý, đặc trưng động học và tĩnh học của các lớp đất đá phục vụ trực tiếp cho quá trình tính toán kết cấu móng.
• Thu thập và tổng hợp các kiến thức địa chất, kinh nghiệm thực tế tại hiện trường xây dựng và các khu vực lân cận để dự báo các hiện tượng địa chất nguy hiểm.

Nguyên tắc xác định thông số đặc trưng của nền đất đá

• Do vùng ảnh hưởng của kết cấu móng ở trạng thái giới hạn thường lớn hơn nhiều so với kích thước mẫu thí nghiệm trong phòng hoặc vùng ảnh hưởng của thí nghiệm hiện trường, các thông số quan trọng nhất của nền đất phải được lấy theo trị trung bình của một diện tích hoặc thể tích lớn của nền.
• Các giá trị đặc trưng sử dụng trong tính toán thiết kế phải là ước tính một cách thận trọng của trị trung bình này nhằm đảm bảo hệ số an toàn cao nhất cho công trình đường sắt tốc độ cao.
• Chương trình thí nghiệm trong phòng phải được thiết lập đồng bộ với chương trình khảo sát đất nền tại hiện trường, xác định rõ khối lượng thể tích hạt và các chỉ tiêu cơ lý bằng các phương pháp tiêu chuẩn.
• Cần tận dụng tối đa các kết quả quan sát thực tế, số liệu quan trắc từ các công trình lân cận có điều kiện địa chất tương tự để làm cơ sở đối chiếu, hiệu chỉnh thông số thiết kế.

Chương trình kiểm tra và quan trắc công trình địa kỹ thuật

• Mọi chương trình kiểm tra chất lượng thi công nền móng và đất nền phải được thực hiện nghiêm ngặt theo đúng Báo cáo thiết kế địa kỹ thuật đã được phê duyệt.
• Đối với các hạng mục công trình đắp (như đường đầu cầu), chương trình quan trắc bắt buộc phải bao gồm: theo dõi độ lún theo thời gian, đo đạc áp lực nước lỗ rỗng trong đất nền, và giám sát chuyển vị ngang của khối đắp để phòng ngừa sự cố mất ổn định.

Phương pháp tính toán độ lún của móng nông

• Phương pháp bán thực nghiệm cho đất hạt thô: Sử dụng giá trị mô đun đàn hồi (E') được xác định gián tiếp thông qua sức kháng xuyên mũi (qc) từ thí nghiệm xuyên tĩnh để tính toán độ lún của móng nông trong các lớp đất rời, đất hạt thô.
• Phương pháp nén ngang MPM (Ménard): Áp dụng công thức bán thực nghiệm dựa trên các kết quả thí nghiệm nén ngang hiện trường MPM để tính toán độ lún (s) của móng nông, giúp phản ánh chính xác hơn trạng thái làm việc thực tế của nền đất dưới tải trọng tháp cầu và mố cầu.

Tính toán sức kháng tải trọng nén giới hạn của cọc

• Tiêu chuẩn hướng dẫn chi tiết phương pháp xác định sức kháng chịu tải trọng nén giới hạn (Q) của cọc khoan nhồi hoặc cọc đóng dựa trên kết quả thí nghiệm nén ngang MPM (Ménard).
• Công thức tính toán tích hợp các hệ số ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc, loại đất nền và chiều sâu chôn cọc nhằm tối ưu hóa chiều dài cọc, đảm bảo khả năng chịu tải cực hạn và hạn chế tối đa độ lún lệch của mố trụ cầu dưới tác động của tải trọng đoàn tàu tốc độ cao di chuyển liên tục.

Hiệu lực thi hành

TCVN 13594-9:2023 có hiệu lực kể từ ngày được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố áp dụng. Tiêu chuẩn này là cơ sở pháp lý và kỹ thuật bắt buộc phải tuân thủ trong suốt quá trình khảo sát, thiết kế và nghiệm thu phần địa kỹ thuật, nền móng của các dự án đường sắt tốc độ cao khổ 1435 mm tại Việt Nam.