Thiết kế và tổ chức thi công đường hầm vượt đường bộ tại nút kim mã

. 2- Đã đổ lớp bê tông bịt đáy và bơm cạn nước. Với sơ đồ này thi cọc chỉ bất lợi theo sơ đồ chịu uốn, không sử dụng trong tính chiều sâu cọc ván. B2 Tính toán về cường độ: - Các bộ phận tính duyệt : cọc ván, khung chống, văng chống, các thanh giằng. - Các sơ đồ tính cọc ván: + Đối với sơ đồ cọc ngàm (không có văng chống) vị trí có mô men lớn nhất nằm ở độ sâu Z so với mặt đáy móng xác định theo cách tính cực trị của biểu thức mô men. + Đối với sơ đồ một tầng văng chống, sơ đồ tính là dầm giản đơn với một đầu tựa trên văng chống, đầu kia tựa tại vị trí t/2 đối với hố móng không có lớp bê tông bịt đáy, và tại vị trí cách mặt lớp bê tông bịt đáy 0.5m. + Đối với sơ đồ nhiều tầng văng chống, quy về sơ đồ dầm giản đơn có khẩu độ là cự ly lớn nhất giữa hai tầng văng chống sát đáy, sau đó các giá trị nội lực được nhân với hệ số ngàm 0,8. - Sơ đồ tính khung chống: + Khung chống của vòng vây cọc ván hình chữ nhật làm bằng các loại thép hình, làm việc như dầm liên tục kê trên các gối là các văng chống tương ứng của mặt phẳng cọc ván đó, hai đầu ngoài cùng được kê trên hai cạnh của hai mặt phẳng cọc ván vuông góc với nó. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 128 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 + Với khung chống dạng hình tròn: Các thanh trong hệ khung chống làm việc chịu nén: 2 qxDS = Với D: đường kính của vòng vây cọc ván. - Sơ đồ tính văng chống: + Văng chống ngoài việc chịu nén nó còn chịu uốn do các tải trọng thi công đặt trên sàn công tác. B3. Tải trọng tính toán vòng vây cọc ván: a. Tải trọng trên mặt đất cạnh hố móng: b. áp lực thuỷ tĩnh và áp lực ngang của đất nền: - Áp lực chủ động của đất: Mặt đất được coi là bằng phẳng, tường ván thẳng, nhẵn. Theo lý thuyết cân bằng dẻo của Rankin. + Trong điều kiện trên cạn và thoát nước: - Đối với đất rời ở độ sâu hi có: pi,a = tb.a.hi - Đối với đất dính ở độ sâu hi có: pi,a = γtb.λa.hi – 2.C. aλ + Trong khu vực ngập hoặc không thoát nước: Chiều cao cột nước phía ngoài vòng vây do áp lực thuỷ động: H = Hn + ΔH, với ΔH = g v .2 2 Trong đó v: lưu tốc nước, được tính đến khi v>=2m/s g; gia tốc trong trường = 9.81m/s2 Khi đó trọng lượng riêng của đất được lấy với trọng lượng đẩy nổi: ε γγ + − = 1 1s dn Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 129 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Trong đó γs : dung trọng hạt của đất, γs = 2.7T/m3 n : hệ số độ rỗng của đất, = 0.4-1. - Đối với đất rời ở độ sâu hi có: pi,a = dn.a.hi - Đối với đất dính, bão hoà nước λa=1 * Chân cọc không chuyển vị ở độ sâu hi có: pi,a = γdn.λa.hi – 2.Cu * Chân cọc chuyển vị, khi đó áp lực này bằng 0 Trong các công thức trên λa là hệ số áp lực ngang chủ động λa = tg2(45o-ϕ/2) Cu: Hệ số độ dính của đất bão hoà nước. C: Hệ số độ dính của đất dính. - Áp lực thuỷ tĩnh: + Đối với đất rời áp lực này tác dụng trên toàn bộ chiều dài của cọc ván ngập trong nước. Còn đất dính thì phụ thuộc vào chuyển vị của chân cọc mà áp lực nước sẽ tác dụng trên chiều dài khe nứt giả định bằng: - 0,8.(Hm+t) đối với cọc không có văng chống - 0.5t trong trường hợp có 1 tầng văng chống - Nếu chân cọc không chuyển vị thì tác dụng của áp lực thuỷ tĩnh chỉ tác dụng trên chiều dài tính từ mặt nước đến cao độ mặt nền không thấm nước. - Áp lực chủ động của đất: Áp lực ngang bị đỗng suất hiện khi có sự chênh lệch của áp lực chủ động trong và ngoài hố móng. + Trong điều kiện trên cạn và thoát nước: - Đối với đất rời ở độ sâu hi so với mặt nền có: pi,p = γtb.λp.hi Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 130 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 - Đối với đất dính ở độ sâu hi so với mặt nền có: pi,p=γtb.λp.hi + 2.C. pλ + Trong khu vực ngập hoặc không thoát nước: Khi đó trọng lượng riêng của đất được lấy với trọng lượng đẩy nổi: ε γγ + − = 1 1s dn Trong đó s : dung trọng hạt của đất, s = 2.7T/m3 n: hệ số độ rỗng của đất, = 0.4-1. - Đối với đất rời ở độ sâu hi có: pi,p = γdn.λp.hi - Đối với đất dính, bão hoà nước λp=1 pi,p = γdn.λp.hi + 2.Cu Trong các công thức trên λp là hệ số áp lực ngang bị động λp = tg2(45o+/2) Cu: Hệ số độ dính của đất bão hoà nước. C: Hệ số độ dính của đất dính. Sơ đồ tính và tải trọng như hình vẽ: Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 131 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 T 45° Ea1 Ea3 Ea2 Ea2 EpEn1 2.5000 q = 4.5 A B Hình 53 Sơ đồ tính chiều sâu cọc ván một tầng chống. Công thức tính các chỉ tiêu trung bình: Thay vào ta có: γtb = 19.1 KN/m3 ϕtb = 15o Tải trọng máy thi công: q = 4,5 KN/m2 Tải trọng tác dụng lên cọc ván: Hệ số áp lực ngang chủ động λa = tg2 (450 - ϕ/2) = tg 2(450 –15o/2)=0,59 Áp lực ngang máy thi công Pq = q . λa = 4,5.0,59 =2.65 KN/m Áp lực ngang chủ của đất: Pa =γ .H .λa = 19,1.9.0,59=101,42KN/m Áp lực nước Pn1 = γn.(t+6,5) Hệ số áp lực ngang bị đông λb = tg2 (450 + ϕ/2) = 1,7 Áp lực ngang của bị động nền đất: Pb = γ .t λb= 19,1.t.1,7= 32.47 t ∑ ∑ = h h i ii tb .γγ∑ ∑ = h h i ii tb .ϕϕ Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 132 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Áp lực nước Pn2= γn.t Tính mô men chủ động và bị động với điểm đầu neo và lập phương trình: Ma – mMp = 0 Với m = 0,9 từ đó sẽ tính ra d như sau: Giải phương trình Ma – mMp = 0 Suy ra 2,339t3 -116,508 t2 –395,889t -1170,798 = 0 ta được t = 5.806m Chọn chiều sâu ngàm cọc trong đất d= 1,2t =6.96m. Vậy chọn d = 7m Tổng chiều dài cọc là: L= 0,3 + 9 +7 = 16.3 m. Với giá trị d tìm được, ta ta thay ngược trở lại các phương trình đã lập ở trên ta được các giá trị sau: En1 = 245 kN En2 = 182,25 kN Ep = 1273.9 kN Ea1 = 30,538 kN Ea2 = 1182.28 kN Ea3 = 175.68 kN Lấy mô men với điểm điểm chân cọc B, ta được phương trình sau: T.cos45o.(d+6,5) + (En1 + Ep). 7/3 =8.Ea3 + Ea2.(6,5+7)/2 + Ea1 (6,5+7+2,5/3) Giải phương trình trên ta được: T = 657,81 kN Vậy để ổn định tường cọc ván, ta phải dùng neo với lực giữ tối thiểu là T = 657,81 kN 2.1.3. THIẾT KẾ NEO GIỮ ỔN ĐỊNH CHO TƯỜNG CỌC VÁN 2.1.3.1. Tổng quan về neo phụt và cơ sở tính toán thiêt kế: Khi thi công công trình ngầm theo phương pháp đào hở đất bằng cách đào lộ thiên, quá trình đào đất đá phía trong hầm sẽ gây nên sự mất cân bằng về áp lực đất đá tác dụng Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 133 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 phía trong và phía ngoài hầm, dẫn đến sự mất ổn định của cọc ván. Để giữ ổn định cho cọc ván người ta dùng hệ thống thanh chống hoặc thanh neo bố trí hai bên tường Cấu tạo thanh neo trong đất: thường gồm 3 bộ phận chính: • Bầu neo: là bộ phận làm việc chính của neo, được gia cố vào trong đất đá và nằm ngoài lăng thể trượt của đất đá. • Thanh neo: nối phần làm việc của neo với công trình. • Đầu neo: nối thanh căng neo với công trình. Neo phụt sử dụng vữa xi măng phụt vào lỗ khoan trong đất để tạo bầu neo, thanh neo được cấu tạo từ các thanh thép hoặc các bó cáp. Sức chịu tải của neo được tính toán phụ thuộc chủ yếu vào đường kính bầu neo, thanh neo có tác dụng truyền lực từ công trình đến bầu neo Phương pháp thi công neo phụt: Sử dụng các máy khoan chuyên dụng hoặc máy khoan tay khoan qua cọc ván để tạo lỗ neo trong đất. Sau đó đưa ống tạo neo vào lỗ khoan đến chiều dài thiết kế của neo. Ống tạo neo làm bằng kim loại hoặc bằng nhựa chịu áp lực có đường kính 85-245mm. Trên đoạn tạo bầu neo có đục các lỗ #10 với các gel cao su để phụt vữa xi măng. Để tạo hiệu quả phụt vữa xi măng tốt, trong ống còn lắp các van chặn bằng cao su trong từng đoạn ống trong phạm vi tạo bầu neo. Van chặn bình thường ở trạng thái xẹp. Khi bơm vữa xi măng van sẽ được làm căng nhờ chất lỏng được dẫn theo đường ống từ ngoài vào. Khi bơm vữa xi măng với áp suất đủ lớn bầu neo sẽ được hình thành xung quanh neo, thanh neo được làm từ các bó cáp không gỉ Bầu neo tạo nên sức ma sát lớn giữa neo và đất đá xung quanh, do đó tạo cho neo sức kéo khá lớn đủ khả năng chịu áp lực đất đá phía ngoài tường. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 134 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Hình 29 Trình tự thi công neo đất. Những nguyên tắc chung khi thiết kế neo phụt: • Bầu neo phải nằm ngoài cung trượt đất đá phía sau tường. Khi thiết kế neo trong đất người ta giả thiết rằng trong trường hợp bất lợi nhất là bức tường bị mất ổn định làm cho khối đất đá sau tường bị trượt theo cung tròn giả định. Để neo có hiệu quả thì bầu neo phải nằm ngoài cung trượt. • Phải đảm bảo sự ổn định của tường cọc ván. • Khi đào hố sâu thì tường chắn sẽ bị đẩy ra do áp lực đất đá chủ động sau tường và gây nên áp lực bị động ở chân tường (phía đào đất). Khi thiết kế neo phải đảm bảo 2 điều kiện sau: o Điểm ngàm A (điểm có mômen bằng 0 dưới chân tường) không được trùng với đáy tường. Nếu 2 điểm đó trùng nhau thì nguy cơ chân tường bị đẩy ra làm tường mất ổn định. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 135 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 • Phải đảm bảo cân bằng lực đẩy do áp lực chủ động của đất sau lưng tường với lực giữ do áp lực bị động trước tường và lực kéo của các thanh neo. • Phải đảm bảo cho tổng các lực thẳng đứng nhỏ hơn phản lực ở đáy tường, tức là nhỏ hơn sức chịu tải của đất ở đáy tường. • Do thanh neo có độ dốc nên sẽ tạo ra áp lực thẳng đứng tác dụng vào tường lớn do đó có thể làm tường bị lún quá giới hạn cho phép. Vì vậy phải kiểm tra để đảm bảo sức chịu của đất lớn hơn các lực thẳng đứng tác dụng vào tường. Những nguyên tắc chung khi thiết kế neo phụt: Sức chịu tải của neo được tạo nên bởi hai thành phần: • Phần chủ yếu là giữa mặt xung quanh của bầu neo và đất • Phần phụ là phản lực của đất vào gương neo. Sức chịu tải của neo được xác định theo công thức: ( ). . . . . . .tcs sR K m f L u AC B h Fγ⎡ ⎤= + +⎣ ⎦ Trong đó: K: Hệ số đồng nhất của đất đá, lấy K=0,6 m: Hệ số điều kiện làm việc, m=1 fs: Sức ma sát của đất (KN/m2) Ls: Chiều dài bầu neo (m) u: Chu vi mặt ngoài của bầu neo (m) A, B: Hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc góc ma sát trong của đất Ctc: Lực dính tiêu chuẩn của đất KN/m2) γ: Trọng lượng riêng của đất (KN/m3) Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 136 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 h: Khoảng cách từ bầu neo đến mặt đất (m) Như vậy sức chịu tải của neo phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó đường kính bầu neo và chiều dài bầu neo có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chịu tải của neo. Việc thiết kế neo phụt khi đã biệt giá trị lực căng trong neo chủ yếu là xác định chiều dài bầu neo. Chiều dài đoạn tự do được xác định sao cho phần bầu neo nằm ngoài cung trượt của đất. 2.1.3.2. Thiết kế thanh neo cho công trình: Bố trí thanh neo: Số tầng neo: Tuỳ theo loại đất, nếu là đất cát, sét, nếu hố đào sâu 12-13m thì dùng một tầng neo ( Lúc này tường congxon 5-6m), nếu đất yếu khi neo phải đặt ngay ở đầu dằng tường. Khoảng cách giữa các neo tối thiểu từ 1,5-2m và không nhỏ hơn 4D (D đường kính lớn nhất của bầu neo). Góc nghiêng của neo không nhỏ hơn 13o và không lớn hơn 45o, thường trong khoảng 15o-30o. Phần hầm dẫn, hai tường bên giữ vai trò như một kết cấu tường chắn đất. Khi tường có chiều cao lớn ta phải tính toán ổn định của tường. Để đảm bảo ổn định của tường trong quá trình sử dụng cũng như trong suốt quát trình thi công, ta phải bố trí neo cho tường, ta chỉ bố trí cho phần tường có chiều cao lớn hơn 5m, phần tường có chiều cao nhỏ hơn 5m không cần bố trí Chọn số tầng thanh neo: Thi công thanh neo trước tiên phải đào đến vị trí thanh neo, ngừng đào vào sau đó thi công thanh neo, chờ sau khi kéo DƯL thanh neo mới được đào đất bước tiếp sau. Do đó, them một tầng thanh neo là them một tuần hoàn thi công. Trong trường hợp cụ thể, số tầng neo càng ít càng tốt. Vì vậy ta chỉ bố trí một tầng neo đặt ở cao độ -2,5m Khoảng cách các thanh neo: Để hạn chế hiệu ứng nhóm neo thì khoảng cách giữa các neo phải lớn hơn 4 lần đường kính (D là đường kính lớn nhất trong bầu neo) tính từ Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 137 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 tim đến tim. Trong thực tế khoảng cách tối thiểu là từ 1,5-2m. Ta chọn khoảng cách giữa các thanh neo là 2m. min = 0,15H D min = 4D min = 5m H t 45°+ϕ/2 α D min = 4D min = 4D Hình 30: Nguyên tắc bố trí neo đất. Tính toán cho neo bất lợi nhất neo còn lại bố trí tương tự: Lực căng lớn nhất trong neo là: Nk = 657,81do áp lực đất sau lưng tường tác dụng trên 1m dài tường gây ra. Cứ 2m dài tường ta bố trí một thanh neo thì nội lực trong thanh neo là Nneo = 2.Nk = 1315.62KN Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 138 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 • Xác định chiều dài bầu neo Ls: . . U s S S T L D qπ = Trong đó: TU: Lực kéo trong thanh neo (KN) TU = 1315,62KN DS: Đường kính bầu neo, Được xác định phụ thuộc đường kính lỗ khoan, tính chất của đất và kĩ thuật phun tạo bầu neo, được xác định theo công thức: DS = α.Dd α: Hệ sô tra bảng, với đất sét bơm phụt có Pi > P1, α=1,8 Chọn đường kính lỗ khoan Dd = 15cm => D = 1,8.15 = 27cm qS: Phụ thuộc chỉ số N trong thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn. Với cát hạt mịn Ntb =12 tra bảng ta có :qS = 0,0019.Ntb =0,228 Mpa = 228KN/m2 Thay số vào công thức ta có: 1315,62 6,8 . . 3,14.0,27.228 U S S S TL m D qπ = = = Lấy LS = 8m • Xác định chiều dài tự do: Chiều dài tự do phải được đảm bảo cho bầu neo nằm ngoài cung trượt của đất đá Với đất có ϕ = 25o ta có thể coi cung trượt là một đường thẳng bắt đầu từ chân tường và kết hợp với phương thẳng đứng góc 45o-ϕ/2 Giả thiết thanh neo hợp với phương nằm ngang góc α = 45o Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 139 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Hình 31 Sơ đồ tính chiều đài neo. Khi đó chiều dài đoạn tự do được xác định theo công thức: '25 256,5. tan 45 .sin 45.tan 45 .sin 45 2 22 2 25sin 135 sin 135 452 2 8,81 o o o oo o o o o o AO AB AB m ϕ ϕ ϕ α ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞ + ++ + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ = =⎛ ⎞ ⎛ ⎞ − − − −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ = Lấy AB = 10m Vậy tổng chiều dài neo là : L = LS + AB = 8 + 10= 18m Tính dây neo( đây thép xoắn, cốt thép thô) *cốt thép thô s yk k NA f × = Trong đó sA :diên tích tiết diên cốt thép 2mm k :hệ số an toàn ykf :trị tiêu chuẩn cường độ cốt thép, kPa A O B c 45°+f/2-9m D -2,5m -16m 0,0m Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 140 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 *dây thép xoắn s ptk k Nn A f × = × Trong đó k ;hệ số an toàn n ;số bó dây thép xoắn sA -diện tích cốt thép xoắn( 2mm ) Chọn tao thép dự ứng lực có đường kính 12,7 2mm 2 1, 2 1315,62 6,7 12,73,14 1860 4 n ×= = × × Vậy chọn 8 tao thép Vậy loại neo được thiết kế gồm các chỉ tiêu sau: Chiều dài neo 17m, trong đó chiều dài bầu neo là 7m, chiều dài tự do của neo là 10m, đường kính bầu neo là 27cm, khản năng chịu kéo là 1315,62kN. 2.1.3.3. Tính toán ổn định tường ván thép trong giai đoạn thi công Sơ đồ tính ổn định của tường cọc ván 20kPa Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 141 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Để kiểm tra sự ổn định của tường cọc ván, ta sử dụng phần mềm plaxis 8.2 bản 2D. Sau khi tính toán cho ta kết như sau: Chuyển vị của tường : Bảng tính ra chuyển vị của tường cọc ván. Plate Element Node X Y Ux Uy [m] [m] [m] [m] 1 1 135 40 25 0.855384 -0.08901 tuong van 136 40 24.375 0.812523 -0.08901 137 40 23.75 0.769661 -0.089 138 40 23.125 0.726803 -0.08899 154 40 22.5 0.683979 -0.08897 2 154 40 22.5 0.683979 -0.08897 Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 142 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 tuong van 156 40 21.95833 0.646932 -0.08895 157 40 21.41667 0.609898 -0.08892 158 40 20.875 0.57283 -0.08889 155 40 20.33333 0.535696 -0.08886 3 155 40 20.33333 0.535696 -0.08886 tuong van 122 40 19.79167 0.498481 -0.08882 123 40 19.25 0.461195 -0.08878 124 40 18.70833 0.423898 -0.08874 169 40 18.16667 0.3867 -0.08869 4 169 40 18.16667 0.3867 -0.08869 tuong van 170 40 17.625 0.349776 -0.08863 171 40 17.08333 0.313372 -0.08858 172 40 16.54167 0.277816 -0.08851 183 40 16 0.243521 -0.08845 5 183 40 16 0.243521 -0.08845 tuong van 184 40 15.41667 0.208586 -0.08837 185 40 14.83333 0.176338 -0.0883 186 40 14.25 0.147248 -0.08822 239 40 13.66667 0.121607 -0.08815 6 239 40 13.66667 0.121607 -0.08815 tuong van 240 40 13.08333 0.099508 -0.08808 241 40 12.5 0.080816 -0.08801 242 40 11.91667 0.065182 -0.08794 295 40 11.33333 0.052093 -0.08789 7 295 40 11.33333 0.052093 -0.08789 tuong van 296 40 10.75 0.040942 -0.08783 Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 143 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 297 40 10.16667 0.031124 -0.08778 298 40 9.583333 0.022091 -0.08774 437 40 9 0.013381 -0.0877 Như vậy tường cọc ván thép vẫn làm việc bình thường. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 144 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 2.2. BƠM NƯỚC TRONG HỐ MÓNG Không được để đáy móng ngâm trong nước, đặc biệt trong thời gian đổ bê tông và khi bê tông móng đang ninh kết không để nước ngập đến cao độ đáy móng. Vì vậy cần bố trí bơm thường xuyên hạ mực nước xuống thấp hơn cao độ đáy móng cho đến khi bê tông bệ móng kết thúc ninh kết ( sau 4h kể từ khi kết thúc đổ bê tông ). Nước thâm nhập vào hố móng gồm những nguồn sau: Nước ngầm: Qng = 1,6qF (m3/h) Trong đó F là diện tích thầm F = Pl với P là chu vi, l là bước đào l = 10m Chiều sâu hố đào là 9m, giả sử mực nước ngầm bắt đầy từ cao độ -7m. P = 31 + 2 + 2= 35m F = 10 . 35 = 350 m2 q là cường độ thấm qua 1m2 đáy móng (m3/hm2) Loại nền q Cát mịn 0,15 ÷ 0,25 Cát vừa 0,3 ÷ 0,5 Cát lẫn sỏi 1,0 ÷ 3,0 Đất sét 0,02 ÷ 0,05 Trong đồ án này chọn q = 0,03 suy ra Q = 1,6.0,03.350 = 16,8 (m3/h) Nước mưa: 1,5 8990 0,05 28,1 24 24m mAhQ × ×= = = (m3/h) Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 145 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Khi đào một bước 1,5 310 0,05 1 24 24m mAhQ × ×= = = (m3/h) Trong đó m = 1,5 là hệ số dự trữ A là diện tích đáy hố đào A = 230.310 = 8990 (m2) h lượng mưa ngày , thi công vào mùa khô lấy h = 50mm. Nước tụ có sẵn trong hố móng do bơm rửa vệ sinh đáy móng Qtu = 1m3/h Từ đó tính được lưu lượng nước thâm nhập vào hố móng trong một giờ trong một bước đào: Q = Qtu + Qng + Qm = 18,8(m3/h) Khi đào xong toàn bộ móng thì đã thi công xong phần lớp bê tông mác thấp đồng thời là chống thấm. Làm rãnh thoát nước xung quanh đáy hố móng, độ dốc dọc 0,6% để dẫn về 2 hố móng được bố trí ở hai góc của hố móng. Dung tích của hố tụ sao cho trong 1 giờ chứa được hết lưu lượng Q = 30(m3/h). Máy bơm hoạt động không dưới 10 phút. Xung quanh hố tụ dùng gỗ kè chống sụt lở và lấy đá dăm hoặc đá sỏi lót đáy hố. Kích thước hố tụ là 3x2x2 Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 146 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 2m Hè thu n−íc R·nh thu n−íc 3m 2 0.5m 0 .5 m 1 Hè thu n−íc 1 2 R·nh thu n−íc 2 3 Khung chèng, h¹ xuèng tr−íc Lµm khung dÉn h−íng 3 4 Cäc larxen lßng m¸ng 4 Hình 59 Sơ đồ bố trí rãnh thoát nước và hố thu trong thi công. Chọn loại máy bơm với lưu lượng bơm là 40m3/h. Khi đó bơm hết 18,8m3 trong 28,2s> 10s. Đạt yêu cầu. 2.3. TỔ CHỨC THI CÔNG 2.3.1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 2.3.1.1. Tình hình và nhiệm vụ của đơn vị thi công Đơn vị thi công có thể là một công ty thi công cơ giới hoặc nhiều công ty có khả năng xây dựng hầm và các hệ thống đường cũng như hệ thống kỹ thuật trong thành phố. Đơn vị thi công yêu cầu phải có đầy đủ máy móc, trang thiết bị, nhân vật lực để đảm bảo tổ chức thi công theo đúng yêu cầu kỹ thuật và tiến độ thi công đề ra. Đơn vị thi vông có nhiệm vụ thi công 60m đường hầm kín , 440m đường hầm dẫn, phần đường tránh và phần đường trên nóc hầm, các hệ thống thoát nước của nút, và các hệ thống đường hầm kỹ thuật, các hệ thống chiếu sáng đường hầm, đường dẫn… Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 147 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Trong quá trình thi công, đơn vị thi công phải đảm bảo được yếu tố an toàn cũng như việc đảm bảo cảnh quan môi trường, giảm tiếng ồn, tránh ô nhiễm trong quá trình thi công. Vấn đề quan trọng nhất đó là trong quá trình thi công vẫn phải đảm bảo được vấn đề giao thông diễn ra bình thường tại khu vực nút. 2.3.1.2. Vật liệu xây dựng Vật liệu dây dựng là một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng của công trình. Đặc biệt là đối với các công trình ngầm giao thông cần phải lựa chọn kiểm tra kỹ lưỡng các loại vật liệu xây dựng hầm. Dự kiến vật liệu xây dựng hầm là bê tông M300# được sản xuất tại nhà máy và vận chuyển đến công trường bằng xe mix. Dự định sẽ lấy bê tông thương phẩm tại nhà máy trộn bê tông cách khu vực xây dựng khoảng 3km. Trước khi đổ bê tông phải kiểm tra độ sụt của bê tông, lấy mẫu và ghi chép cẩn thận. Vật liệu chống thấm sử dụng hỗn hợp sơn phụ gia và tấm pôlime. Thiết bị đèn chiếu sáng được lấy của công ty Thăng Long Neon 2.3.1.3. Thời gian thi công: Thời gian thi công đường hầm nút giao thông Quang Trung được tính toán dựa vào khối lượng công việc, cũng như yêu cầu nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng, song vẫn phải đảm bảo giao thông trong quá trình thi công. 2.3.2. CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG CHÍNH 2.3.2.1. Công tác chuẩn bị: a) Khôi phục cọc và định vị phạm vi thi công: Ở đây đường hầm của chúng ta xuyên qua nút Kim Liên dựa trên cơ sở tuyến đường cũ. Như ở thiết kế kỹ thuật đã đề xuất phương án lựa chọn thì lấy tim đường cao Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 148 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 tốc làm tim đường hầm. Việc khôi phục cọc nhờ vào các mốc chuẩn và lên tim hầm không có gì khó khăn. b) Công tác dọn dẹp chuẩn bị mặt bằng: Đường đô thị và đường cao tốc là đường đã làm. Nút của chúng ta đã chọn phương án làm hầm do đó mặt bằng thi công của chúng ta chỉ chiếm 520 x 31m2, diện tích này nằm trên toàn bộ đường cao tốc. Vì vậy không cần phải dọn dẹp mặt bằng mà chỉ phải chuẩn bị các biển báo công trường và hàng rào khu vực thi công. 2.3.2.2. Các giai đoạn thi công chính: a) Giai đoạn 1: Tiến hành làm đường tránh để thi công phần hầm kín và một bên hầm dẫn với chiều dài hầm chính là 52m còn phần hầm dẫn dài 195m. • Giai đoạn này gồm các công việc: o Làm đường tránh o Tiến hành rung hạ cọc ván thép, tường cọc ván cao hơn cao độ mặt đất tự nhiên là 0,3m o Sử dụng các máy đào chuyên dụng thi công đào đất. o Sau khi đào đất xong tiến hành thi công lớp cát đệm đá dăm đầm chặt và lớp bê tông dày 20cm mác thấp M100# tạo phẳng làm ván khuôn đáy thi công đáy hầm. o Lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép bản đáy hầm (cốt thép được lấy trong kho thép đã được gia công tại công trường. o Đổ bê tông đáy hầm bằng xe bơm bê tông, bê tông được lấy từ trạm trộn bê tông vận chuyển đến công trường bằng xe Mix. Trước khi đổ phải lấy mẫu thử độ sụt đúc mẫu thí nghiệm. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 149 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 o Đợi bê tông đáy hầm đạt cường độ tiến hành lắp dựng ván khuôn đổ bê tông tường hầm. o Đợi bê tông tường hầm đạt cường độ tiến hành lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông nóc hầm. o Chú ý: Trong quá trình đổ bê tông kết cấu vỏ hầm được chia thành các đốt 10m để thi công. o - Thi công các hạng mục kỹ thuật khác: hoàn thiện bề mặt hầm, thi công mặt đường, bể thu mước, rãnh thoát nước, trạm bơm nước, chiếu sáng,… b) Giai đoạn 2: • Sau khi thi công xong giai đoạn 1 tiến hành lấp đất trả lại mặt bằng cho xe chạy và tiến hành thi công phần hầm dẫn còn lại. • Trình tự các bước thi công giống như ở giai đoạn 1 c) Giai đoạn 3: • Hoàn thiện hầm, tạo mỹ quan • Thông xe hầm, đưa hầm vào khai thác sử dụng. 2.3.3. THI CÔNG CỌC VÁN THÉP • Trên mặt bằng tiến hành đo đạc các vị trí xác định tim cọc, từ đó xác định được vị trí các cọc. Mặt bằng phải thoát nước và đủ không gian cho thi công • Di chuyển máy rung hạ cọc. Rung hạ đến khi đầu cọc cách cao độ mặt đất 0,3m. Chọn loại búa rung DEK 251 Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 150 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 DEK251 -13.3m DEK251 Hình 61 Thi công cọc ván thép. 2.3.4. BIỆN PHÁP ĐÀO ĐẤT TRONG HẦM Sau khi thi công tường cọc ván xong tiến hành đào đất trong hầm. Trình tự đào được tiến hành từ phía hầm dẫn tiến vào hầm chính. Đối với phần hầm chính và phần hầm dẫn có độ sâu lớn hơn 5m thì khi đào đến cao độ -2,5m thì tiến hành khoan neo giữ, sau khi neo ổn định rồi đào đến cao độ đáy móng. Do thi công bằng phương pháp đào hở mặt bằng thi công rất thuận lợi cho công tác đào đất. Căn cứ vào tình hình và điều kiện cụ thể ta sẽ sử dụng loại máy xúc gầu thuận kết hợp với máy ủi để đào đường hầm và đường dẫn. Với điều kiện cụ thể của nút ta sử dụng phương pháp đào là đào theo chiều dọc hầm: cho máy đào tuần tự di chuyển theo chiều dọc của hố móng.máy xúc đào đất rồi đổ lên ôtô. Ta chọn máy đào gầu ngoạm mã hiệu KC-4361 (K-161) Bảng 16 Bảng thống kê số liệu kỹ thuật của máy xúc gầu ngoạm KC-4361 (K-161) TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Khối lượng Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 151 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 1 Dung tích gầu q m3 1,0 2 Chiều dài tầm với l m 18 3 Trọng lượng máy tấn 19,5 4 Thời gian một chu kì khi góc quay  = 90o giây 15,0 Năng suất của máy đào: 33600 ( / )d t ck tx k kQ q m h T k = Trong đó: Q - là năng suất máy q – là dung tích gầu q = 1,0 (m3) kd - hệ số làm đầy gầu = 1,2 (đất sét ẩm) kt là hệ số sử dụng thời gian kt = 0,95 ktx Hệ số tơi xốp của đất đá. = 1,3 Tck – là thời gian một chu kỳ làm việc = 15s Vậy 30,95 1, 23600 1 210( / ) 15 1,3 Q m h×= × × = × Khối lượng đào một đốt hầm kín 10m là: V = 31.9.10 = 2790m3 Khối lượng đất cần đào phần hầm chính và một nửa hầm dẫn là: V = 31.9.60 + ½. 31.240.9 + ½.(9+8,6).10.31+= 65503 (m3) Sử dụng hai máy đào như trên, thời gian hoàn thành quá trình đào là: 65503 156 210 2 Vt h Q = = = × Chọn mỗi ca thi công là 8h thì để đào xong đất là hết 20 ca. Khối lượng đất cần đào phần hầm chính và một nửa hầm dẫn là: V = ½. 31.210.9 = 29295 (m3) Sử dụng hai máy đào như trên, thời gian hoàn thành quá trình đào là: 29295 70 210 2 Vt h Q = = = × Chọn ôtô vận chuyển là loại xe có dung tích 5m3, ra vào liên tục. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 152 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 2.3.5. THI CÔNG LỚP CÁT LÓT Dùng ô tô tự đổ vận chuyển cát về đổ vào trong hào, việc san phẳng tiến hành bằng máy san ủi, dùng lu loại nhỏ (16T) để lu lèn chặt cát (sử dụng loại lu tĩnh) Cụ thể như sau: Tổng thể tích cát phải lu lèn: 0,5.31.500 = 7750m3 Số chuyến ô tô phải vận chuyển: (Sử dụng ô tô vận chuyển loại 4T) N = 7750/4 = 1937,5 chuyến. Sử dụng 2 máy lu lèn loại 16T (lu tĩnh) Lu 16T 2,5m Hình 63 Sơ đồ lu lèn cát 2.3.6. THI CÔNG LỚP BÊ TÔNG LÓT Bª t«ng nghÌo Hình 64 Thi công lớp bê tông lót. 2.3.7. CÔNG TÁC CỐT THÉP Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 153 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Phần lớn cốt thép trong kết cấu là ở dạng lưới thép được gia công trước tại bãi gia công cốt thép. Việc nắn thẳng cốt thép được thực hiện bằng tời Sơ đồ công nghệ gia công cốt thép: Kho thÐp vËt liÖu D¹ng cuén D¹ng thanh N¾n th¼ng Gia c−êng Hµn nèiN¾n th¼ng §o, c¾t Lµm ®aiUèn §o, c¾t Gia c−êng Kho thÐp thµnh phÈm Cốt thép được đưa xuống hào băng cần cẩu và được lắp dựng theo từng đoạn đổ bê tông, cốt thép được nối với nhau bằng hàn hồ quang, khi hàn phải đảm bảo bề mặt mối nối nhẵn, không cháy, không đứt quãng, không thu hẹp cục bộ, đảm bảo chiều cao và chiêu dài đường hàn. Cốt thép trong đáy và nóc hầm được liên kết bằng cách buộc. Sử dụng liên kết hàn hồ quang để nối cốt thép với thép chờ để sẵn trong tường. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 154 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 2.3.8. CÔNG TÁC BÊ TÔNG Bê tông sử dụng là loại bê tông thương phẩm được sản xuất tại nhà máy. Ta sử dụng tổ hợp đổ bê tông để thi công bao gồm: xe Mix để vận chuyển bê tông, máy bơm bê tông. Máy đẩy vữa bê tông qua một hệ thống ống cao su chuyên dụng… Những điều cần chú ý khi đổ bê tông: • Trước khi đổ bê tông cần kiểm tra nghiệm thu ván khuôn, cốt thép, hệ thống sàn công tác đã đạt được các yêu cầu kỹ thuật hay chưa. • Làm sạch ván khuôn, cốt thép, sửa các khuyết tật nếu có. • Khi đổ bê tông lên lớp vữa đã đổ trước thì phải làm sạch bề mặt lớp vữa, tưới nước xi măng rồi mới đổ bê tông. • Đối với bê tông khối lớn phải đổ thành nhiều lớp. • Khi đổ phải đổ từ xa tới gần so với vị trí tiếp nhận. Trong quá trình thi công bê tông bản đáy hầm phải chú ý đến các vị trí đặt bể thu nước, xử lý chống thấm cho mạch ngừng thi công bằng các gioăng chống thấm chuyên dụng… 2.3.9. THI CÔNG ĐÁY HẦM Sau khi thi công xong phần lớp cát đầm chặt và lớp bê tông mác nghèo, tiến hành lắp dựng cốt thép và ván khuôn chuẩn bị đổ bê tông đáy hầm. Bê tông được cấp bằng xe mix và được đổ bằng máy bơm bê tông. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 155 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Líp ®Êt b¬m v÷a xim¨ng Hình 65 Thi công bê tông đáy hầm. 2.3.10. BIỆN PHÁP THI CÔNG CỐT THÉP VÀ BÊ TÔNG CHO TƯỜNG Cốt thép tường được chế tạo và lắp đặt sẵn tại công trường, cốt thép được sử dụng là cốt thép gai, cốt thép được liên kết bằng cách buộc lại với nhau. Sử dụng cẩu để đưa lồng cốt thép vào trong hào, quá trình cẩu phải sử dụng dây buộ để định hướng tránh để lồng cốt thép trượt ra ngoài mép hố đào. Trên lồng cốt thép có bố trí các con kê định vị làm bằng bê tông hoặc bằng các tai thép hoặc bằng nhựa, có tác dụng bảo đảm chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép và tránh làm lở thành hố đào. . Cường độ của bê tông là 30Mpa, độ lớn cốt liệu <50mm. Bê tông cần phải dẻo, thời gian ninh kết là tối đa, độ sụt từ 16-20mm. Chọn chiều dài khối đào sao cho kết thúc khối đổ trong thời gian bằng một hoặc hai lần thời gian ninh kết của xi măng, để tăng thời gian ninh kết ta sử dụng phụ gia.Bê tông sử dụng là loại bê tông thương phẩm được chở đến công trường bằng xe Mix Lắp dựng cốt thép và ván khuôn chuẩn bị đổ bê tông. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 156 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Líp ®Êt b¬m v÷a xim¨ng Hình 66 Thi công bê tông tường hầm. 2.3.11. BIỆN PHÁP THI CÔNG CỐT THÉP VÀ BÊ TÔNG CHO BẢN NẮP Cốt thép tường được chế tạo và lắp đặt sẵn tại công trường, cốt thép được sử dụng là cốt thép gai, cốt thép được liên kết bằng cách buộc lại với nhau. Sử dụng cẩu để đưa lồng cốt thép vào trong hào, quá trình cẩu phải sử dụng dây buộ để định hướng tránh để lồng cốt thép trượt ra ngoài mép hố đào. Trên lồng cốt thép có bố trí các con kê định vị làm bằng bê tông hoặc bằng các tai thép hoặc bằng nhựa, có tác dụng bảo đảm chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép và tránh làm lở thành hố đào. . Cường độ của bê tông là 40Mpa, độ lớn cốt liệu <50mm. Bê tông cần phải dẻo, thời gian ninh kết là tối đa, độ sụt từ 16-20mm. Chọn chiều dài khối đào sao cho kết thúc khối đổ trong thời gian bằng một hoặc hai lần thời gian ninh kết của xi măng, để tăng thời gian ninh kết ta sử dụng phụ gia.Bê tông sử dụng là loại bê tông thương phẩm được chở đến công trường bằng xe Mix Lắp dựng cốt thép và ván khuôn chuẩn bị đổ bê tông. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 157 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Líp ®Êt b¬m v÷a xim¨ng Hình 67 Thi công bê tông nóc hầm. 2.3.12. THI CÔNG TẦNG PHÒNG NƯỚC CHO KẾT CẤU Bề mặt bê tông được láng một lớp phủ vữa xi măng dày 2 – 3cm. Trên bề mặt lớp láng ta phun một lớp phòng nước phủ lên. Để tránh khỏi những tác động cơ học người ta láng lên lớp phòng nước một lớp vữa phủ xi măng dày 2 – 3cm. Lớp phòng nước được sử dụng là lớp vải thuỷ tinh, điều này cho phép thi công cơ giới hoá nhanh chóng. Với loại này ta sẽ phun lên tường bảo vệ một lớp phủ Bitum đặc chảy hoặc hơi nóng dày 1,5 – 2mm. Đây là công trình ngầm, việc chống thấm hết sức quan trọng, đảm bảo công trình hoạt động tốt trong khai thác. Kết cấu hầm đã được thiết kế bằng 3 loại vật liệu: Chống thấm đáy: Dùng loại trải sẵn trước khi đổ bê tông, sau khi đổ bê tông lớp chống thấm bám chặt vào đáy hầm đảm bảo chống thấm ngược từ đáy. Chống thấm thành bên: Dùng loại dán nguội sau khi đổ bê tông để chống thấm theo phương ngang. Chống thấm đỉnh: Dùng loại dán nguội trên mặt bê tông đã đông cứng, lớp này có tính năng chịu nhiệt khi rải thảm bê tông nhựa. Chống thấm khe nối: Các khe nối được chèn bằng 2 loại: Loại trương nở khi gặp nước, đặt trước khi đổ bê tông, bịt kín mặt sau tường chống thấm ngang, loại đàn hồi dẻo được đúc sau khi bê tông đông cứng, che khe nối phía mặt lộ ra ngoài không khí tạo thẩm mỹ cho các đốt hầm. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 158 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Cụ thể như sau: Lớp phòng nước gián ngoài kết cấu chọn loại mềm và chịu được biến dạng và tính cách nước tốt do vậy ta chọn loại PVC dày 2mm. a) Phần nóc hầm . 1-Kết BTCT 2-Lớp phòng nước Loại PVC dày 2 mm 3-Lớp bảo vệ bằng đá hộc Tác dụng của lớp này : Bảo vệ ngoài lớp phòng nước Loại PVC tránh bị hư hỏng khi lấp đất đắp bên trên, chịu áp lực đất đắp bên trên đè xuống lớp phòng nước. b) Phần tường hầm 1 - Kết BTCT 2 - Lớp phòng nước Loại PVC dày 2 mm 3 - Lớp bảo vệ bằng đá hộc, phun trên lưới thép đan đường kính 12 ô lưới 12x12cm Tác dụng của lớp này: Bảo vệ ngoài cho lớp phòng nước tránh bị hư hỏng khi lấp đất đắp hoặc tháo dỡ ván khuân , rút cọc chống thép . c) Phần đáy hầm 1- Kết BTCT 2- Lớp phòng nước Loại PVC dày 2 mm 3- Lớp bảo vệ bằng vữa phun dày 5 cm, phun trên lưới thép đan đường kính 12 ô lưới 12x12cm 3b - Lớp bảo vệ, lót nền : BT dày 20cm, mác M150 4 - Lớp cát, dày 50 cm, tácdụng vệ sinh đáy móng 2.3.13. CÔNG TÁC AN TOÀN LAO Khi thi công công trình ngầm đào lộ thiên, đất trong hào đến độ sâu lớn và thi công công trình trong rãnh hào được tạo bởi 2 tường , ta phải cân nhắc đến công tác an toàn lao động tránh các trường hợp rủi ro xảy ra. Trong các công tác được tiến hành thi công thì công tác làm đất có thể gây ra nhiều nguy hiểm nhất. Biện pháp an toàn trong công tác đào đất đó là: Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 159 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Hố đào phải có rào ngăn, có biển báo, ban đêm phải thắp đèn đỏ Trước mỗi buổi làm việc phải cử người đi kiểm tra hệ thống neo tường trong đất…sau đó rồi mới cho công nhân làm việc Không để công nhân ngồi nghỉ ngơi, ngồi tránh nắng ở chân tường trong đất. Các đống vật để trên hố đào phải cách mép hố đào ít nhất 0,5m Trước khi khởi công đào đất phải điều tra hệ thống mạng lưới đường ống ngầm, dây cáp điện, đường ống… Không được cho phép làm các công việc phụ gần khoang đào, không để người đi đứng trong phạm vi quay của cần máy đào và của xe vận chuyển. Không để máy đào đào thành các rãnh đất, gầu máy đào đổ đất vào thùng xe ô tô phải đi từ sau xe tới. Ngoài ra các hệ thống biển báo, đèn hiệu phải đầy đủ giữ an toàn cho người và mọi phương tiện giao thông tại khu vực phạm vi công trường. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 160 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 KẾT LUẬN Ở Việt Nam nói chung và ở Hà Nội nói riêng, việc sử dụng công trình ngầm để giải quyết vấn đề giao thông đô thị còn ít. Cho đến thời điểm hiện nay thì thành phố Hà Nội mới có một số công trình hầm ngầm vượt nút giao thông nằm trên đường Láng – Hoà Lạc (phía trước Trung tâm hội nghị Quốc gia) và hầm vượt bộ tại nút giao thông Kim Liên sắp hoàn thành. Việc xây dựng công trình ngầm qua nút giao thông Kim Mã là một yêu cầu cấp thiêt giải quyết tình trạng tắc ngẽn giao thông nghiêm trọng hiện nay, nâng cao an toàn giao thông và tiết kiệm đất đai do không phải mở rộng diện tích đường trên mặt đất. Đề tài mang tính thực tiễn cao vì nó giải quyết được bức xúc trong phát triển hạ tầng cơ sở của hệ thống giao thông đô thị Hà Nội. Song đồng thời với đó là khối lượng công việc rất lớn liên quan đến nhiều vấn đề trong khi đó trình độ kiến thức cũng như thời gian hạn chế nên không thể giải quyết được trọng vẹn đồng thời không tránh khỏi những sai xót trong các vấn đề đưa ra Với mục đích tổng hợp, hệ thống hoá kiến thức đã được trang bị trong quá trình học tập. Được sự hướng dẫn nhiệt tình của TS. Nguyễn Phương Duy, cùng với sự cố gắng của bản thân em đã giải quyết được cơ bản các nội dung yêu cầu của đồ án đặt ra. Kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để đề tài của em có thể hoàn thiện hơn nữa./. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 161 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Giáo trình Công trình ngầm – Đỗ Như Tráng, Trần Đình Châu; Nxb HVKTQS- 1995 Phần 1: Thiết kế công trình ngầm Phần 2: Áp lực đất đá và tính toán kết cấu công trình ngầm Phần 3: Thi công công trình ngầm 2- Thiết kế và thi công hố móng sâu – Nguyễn Bá Kế; Nxb Xây Dựng – 2002 3- Chỉ dẫn thiết kế và thi công cọc Baret, tường trong đất, neo trong đất – Nguyễn Văn Quảng – Nxb Xây Dựng – 2003 4- Cơ học đất – Bùi Anh Định 5- Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu hầm đường sắt và hầm đường ô tô – Nxb Xây Dựng – 2003 6- Thiết kế và xây dựng Công trình ngầm và công trình đào sâu – Vilen Alếchxêvích Ivácnhúc – Nxb Xây Dựng – 2004 7- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05 8- Công nghệ thi công công trình ngầm bằng phương pháp tường trong đất – Nguyễn Thế Phùng – Nxb Giao thông vận tải Hà Nội – 1998 9- Thiết kế công trình hầm giao thông – Nguyễn Thế Phùng, Nguyễn Quốc Hùng – Nxb Giao thông vận tải Hà Nội – 2004 Cơ học kết cấu - Lều Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 162 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Contents NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................................................................................... 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT .......................................................................................................... 3 LỜI NÓI ĐẦU .............................................................................................................................................................. 4 PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................................................................. 6 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC TUYẾN GIAO CẮT ....................................................................... 7 1.1. NÚT HIỆN HỮU ................................................................................................................................................ 7 1.2. TUYẾN THIẾT KẾ ............................................................................................................................................ 8 CHƯƠNG II ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC GIAO CẮT ................................................................................................. 12 2.1. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN KINH TẾ Xà HỘI .................................................................................................... 12 2.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH NÚT GIAO THÔNG KIM MÃ-NGUYỄN CHÍ THANH-LIỄU GIAI ...................... 12 2.3. TÌNH TRẠNG GIAO THÔNG ......................................................................................................................... 13 2.4. TÌNH TRẠNG CÁC CÔNG TRÌNH CƠ SỞ HẠ TẦNG .................................................................................. 15 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC GIAO CẮT .............................................. 16 3.1. MÔ TẢ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC HẦM: ................................................................................... 16 3.2. DỰ KIẾN CẤU TẠO KẾT CẤU VÀ BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẦM VƯỢT BỘ: .......................................................................................................................................................................... 20 PHẦN II ...................................................................................................................................................................... 22 PHƯƠNG ÁN I: THẾT KẾ HẦM VƯỢT ............................................................................................................... 23 I. THIẾT KẾ NÚT GIAO CẮT ................................................................................................................................. 24 I.1.KHÁI QUÁT LÝ THUYẾT VỀ TỔ CHỨC NÚT GIAO THÔNG ..................................................................... 24 I.2. CÁC GIẢI PHÁP KĨ THUẬT CỦA ĐƯỜNG HẦM ......................................................................................... 29 II. KẾT CẤU HẦM VƯỢT ....................................................................................................................................... 34 2.1. KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC .............................................................................................................................. 34 2.2. KẾT CẤU VỎ HẦM ......................................................................................................................................... 37 2.3. LỰA CHỌN MẶT CẮT CHO HẦM ................................................................................................................ 39 2.4. KẾT CẤU CỬA HẦM ...................................................................................................................................... 50 III. KẾT CẤU ĐƯỜNG DẪN HAI PHÍA CỬA HẦM. ........................................................................................... 51 Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 163 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 3.1. ĐƯỜNG DẪN PHÍA KIM Mà ......................................................................................................................... 51 3.2. ĐƯỜNG DẪN PHÍA BẾN XE KIM Mà .......................................................................................................... 51 IV. KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TRONG HẦM ...................................................................................... 51 4.1. HÌNH THỨC BỐ TRÍ MẶT XE CHẠY TRONG HẦM ................................................................................... 52 4.2. CẤU TẠO CÁC LỚP MẶT ĐƯỜNG ............................................................................................................... 52 V. HỆ THỐNG PHÒNG NƯỚC VÀ THOÁT NƯỚC TRONG HẦM .................................................................. 52 5.1. BIỆN PHÁP PHÒNG NƯỚC ........................................................................................................................... 52 5.2. BIỆN PHÁP THOÁT NƯỚC ............................................................................................................................ 53 VI. THÔNG GIÓ VÀ CHIẾU SÁNG TRONG HẦM ............................................................................................. 54 6.1.THÔNG GIÓ TRONG HẦM ............................................................................................................................. 54 VII. HỆ THỐNG BIỂN BÁO TÍN HIỆU TRONG HẦM ....................................................................................... 54 VIII. CÁC HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT KHÁC CẮT QUA NÚT .......................................................... 54 8.1 HỆ THỐNG CÁP THÔNG TIN VÀ CÁP ĐIỆN LỰC ...................................................................................... 55 8.2. HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC CÔNG CỘNG .......................................................................................... 55 IX. BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO .................................................................................................................. 55 9.1. CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG ....................................................................................................................... 55 9.2 BIỆN PHÁP THI CÔNG .................................................................................................................................... 59 PHƯƠNG ÁN II: THIẾT KẾ CẦU VƯỢT TRÊN ĐƯỜNG KIM MÃ. ............................................................... 61 SO SÁNH ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ KIẾN NGHỊ PHƯƠNG ÁN LÀM THIẾT KẾ KỸ THUẬT . 62 PHƯƠNG ÁN 1 ....................................................................................................................................................... 62 PHƯƠNG ÁN 2 ....................................................................................................................................................... 63 PHẦN III THIẾT KẾ KỸ THUẬT ........................................................................................................................... 63 CHƯƠNG I TÍNH TOÁN NỘI LỰC KẾT CẤU VỎ HẦM ................................................................................... 64 1.1. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VỎ HẦM ...................................................................................................................... 65 1.2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU HẦM ......................................................................................................................... 71 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC, NỀN ĐƯỜNG, MẶT ĐƯỜNG VÀ CÁC HẠNG MỤC KĨ THUẬT KHÁC ........................................................................................................................................................................ 104 2.1. THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC ............................................................................................................................ 104 PHẦN IV THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ...................................................................................................... 108 Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 164 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TỔ CHỨC THI CÔNG .................................. 109 1.1. YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG ...................................................................... 109 1.2. MỘT SỐ BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẦM CHÔN NÔNG ...................................................... 109 1.3. THI CÔNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO LỘ THIÊN ....................................................................... 111 1.4. LỰA CHON PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG .................................................................................................... 120 CHƯƠNG II TÍNH TOÁN VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG ...................................................................................... 121 2.1. TÍNH TOÁN KẾT CẤU THI CÔNG .............................................................................................................. 121 2.2. BƠM NƯỚC TRONG HỐ MÓNG ................................................................................................................. 144 2.3. TỔ CHỨC THI CÔNG ................................................................................................................................... 146 KẾT LUẬN ............................................................................................................................................................... 160 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................................................ 161