NQP/CHCTN 4- 16
Ch¼ng h¹n ë c¸c c«ng tr×nh ngÇm giao th«ng trong khu vù ®« thÞ c¸c
kÕt cÊu lµ bª t«ng cèt thÐp. Cèt thÐp ®−îc bè trÝ trªn c¬ së tÝnh to¸n c¬ häc
(tÜnh häc) hoÆc lÊy theo c¸c quy ®Þnh vÒ l−îng cèt thÐp tèi thiÓu, hoÆc ®−îc
chän theo nh÷ng yªu cÇu ®Æc biÖt, vÝ dô yªu cÇu chèng thÊm. Cèt thÐp
th−êng ®−îc sö dông ë d¹ng tÊm l−íi, hay thÐp hµn.
§èi víi c¸c ®−êng tµu ®iÖn ngÇm, trong m«i tr−êng cã n−íc ngÇm vá
bª t«ng cèt thÐp th−êng ph¶i lµ bª t«ng c¸ch n−íc (kh«ng thÊm n−íc).
Khi cã yªu cÇu tr¸nh t¹o nªn øng suÊt tiÕp t¸c dông víi khèi ®¸ hoÆc líp
vá b¶o vÖ ch¼ng h¹n b»ng bª t«ng phun, th−êng sö dông c¸c biÖn ph¸p ng¨n
c¸ch sau (H×nh 4-17) :
• v÷a lÊp ®Çy kÕt hîp víi c¸c tÊm v¶i nhùa,
• v¶i nhùa, tÊm nhùa tæng hîp, d¹, nØ
• quÐt v«i hoÆc quÐt phñ b»ng vËt liÖu kh¸c.
Hình 4-17
V× khi bè trÝ cèt thÐp cña líp vá b¶o vÖ, c¸c vÊn ®Ò nh− ¨n mßn, æn ®Þnh
l©u dµi, møc ®é dÝnh b¸m víi líp vá bª t«ng sau (líp trong)...th−êng kh«ng
®−îc ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ ®Çy ®ñ, do vËy hiÖn nay c¸c chñ ®Çu t− còng nh−
c¸c chuyªn gia thÈm ®Þnh vÉn th−êng yªu cÇu ph¶i cã líp vá thø hai, víi
chøc n¨ng tiÕp nhËn toµn bé t¶i träng vµ ®¶m b¶o æn ®Þnh l©u dµi cña c«ng
tr×nh. Tuy nhiªn do c¸c yªu cÇu vÒ hiÖu qu¶ kinh tÕ, nªn ®· n¶y sinh c¸c nhu
NQP/CHCTN 4- 17
cÇu ®èi víi c«ng t¸c nghiªn cøu ph¸t triÓn lµ lµm sao ®Ó cã thÓ tËn dông toµn
bé hay mét phÇn líp vá ngoµi (vá b¶o vÖ) lµm chøc n¨ng cña vá cè ®Þnh,
hoÆc kÕt hîp ®Ó t¹o thµnh d¹ng kÕt cÊu mét líp vá. Tõ kinh nghiÖm thùc tÕ
trªn thÕ giíi h×nh thµnh c¸c chØ dÉn sau trong lÜnh vùc x©y dùng c«ng tr×nh
ngÇm :
• KÕt cÊu chèng kh«ng cã liªn kÕt chèng tr−ît gi÷a hai líp vá. Trong
tr−êng hîp nµy néi lùc cã thÓ ph©n bè c¶ trong hai líp vá tïy theo ®é
cøng cña mçi líp, ®−¬ng nhiªn ®Ó cho ®¬n gi¶n nhiÒu khi trong tÝnh
to¸n thiÕt kÕ th−êng kh«ng chó ý ®Õn líp ngoµi ;
• KÕt cÊu cã kh¶ n¨ng truyÒn lùc tiÕp tuyÕn gi÷a hai líp. Trong tr−êng
hîp nµy cã thÓ tÝnh néi lùc trong kÕt cÊu víi gi¶ thiÕt kÕt cÊu lµ vá mét
líp, tuy nhiªn khi ®ã ph¶i kiÓm ®Þnh kh¶ n¨ng tiÕp nhËn øng suÊt tiÕp
trªn ranh giíi gi÷a hai líp.
Sau ®©y giíi thiÖu mét sè quan ®iÓm liªn quan víi c¸c d¹ng vá bª t«ng tõ c¸c
kinh nghiÖmn thùc tÕ.
1) Quan ®iÓm líp vá trong cÇn cã l−îng cèt thÐp tèi thiÓu
Khi tiÕt diÖn ngang chÞu nÐn Ðp toµn phÇn, sö dông bª t«ng víi m¸c
M250, cÇn thiÕt ph¶i ®¶m b¶o l−îng cèt thÐp kho¶ng 1,5cm2 trªn mçi mÐt
dµi víi cèt chÞu lùc vµ c¸c cèt ®Æt c¸ch nhau kh«ng qu¸ 0,25m (hinhf 4-18).
H×nh 4-18
NQP/CHCTN 4- 18
Khi tiÕt diÖn ngang kh«ng chÞu nÐn hoµn toµn, sö dông bª t«ng m¸c 250
(M250), cèt ®−îc bè trÝ theo m¹ng « vu«ng vµ cÇn tu©n theo c¸c chØ dÉn sau,
tïy theo chiÒu dµy cña vá :
• 0,1% diÖn tÝch tiÕt diÖn bª t«ng, khi chiÒu dµy vá lµ 0,30m ;
• 0,07% diÖn tÝch mÆt c¾t bª t«ng, khi chiÒu dµy vá lµ 0,55m
Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh cèt kh«ng ®−îc qu¸ 0,20m vµ cã thÓ chän
gi¸ trÞ néi suy tuyÕn tÝnh khi chiÒu dµy vá dao ®éng gi÷a 0,30m vµ 0,50m.
ChiÒu dµy bª t«ng phñ lªn mäi lo¹i cèt thÐp vÒ hai phÝa (khèi ®¸ vµ
kho¶ng trèng) tèi thiÓu ph¶i lµ 3cm.
ChiÒu dµy líp phñ bª t«ng lªn líp cèt chÞu t¶i vÒ phÝa kho¶ng trèng tèi
thiÓu ph¶i lµ 5cm.
Yªu cÇu vÒ l−îng cèt thÐp tèi thiÓu xuÊt ph¸t tõ lÝ do lµ tån t¹i c¸c t¸c
®éng do nhiÖt ®é, co ngãt, tõ biÕn, do kh«ng chó ý ®−îc c¸c lùc tËp trung
riªng, c¸c t¶i träng kh«ng x¸c ®Þnh tõ phÝa khèi ®¸ trong khi tÝnh to¸n thiÕt
kÕ. §−¬ng nhiªn ®©y còng l¹i th−êng lµ tr−êng hîp kh«ng cã lý gi¶i râ rµng,
nªu trong thiÕt kÕ lµ cã hay kh«ng cã kiÓm chøng c¸c t¶i träng nµy vµ sö
dông c¸c gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®Ó xö lý co ngãt nµo.
Trong thËp kû 70 cña thÕ kû 20 cßn th−êng ®¸nh gi¸ cao vai trß cña cèt
cÊu t¹o, cµng vÒ sau cµng cã yªu cÇu thÊp h¬n. VÝ dô ë §øc khi x©y dùng
tuyÕn tµu ®iÖn ngÇm t¹i Munchen (Muynich) trong bª t«ng chØ cßn cã 0,2%
cèt thÐp. Trong c¸c ®o¹n hÇm ®· sö dông vá tuýp bing (c¸c tÊm bª t«ng cèt
thÐp ®óc s½n), líp vá trong ®−îc x©y dùng kh«ng cã cèt thÐp.
T¹i ¸o vµ nhiÒu n−íc kh¸c líp vá chèng trong t¹i c¸c ®−êng hÇm vµ
®−êng lß dÉn n−íc th−êng kh«ng cã cèt thÐp, ngo¹i trõ lµ do c¸c t¸c ®éng c¬
häc ®ßi hái bª t«ng ph¶i cã cèt. C¸c tr−êng hîp ph¶i cã cèt lµ nÕu líp vá bª
t«ng trong chÞu uèn m¹nh, cã thÓ h×nh thµnh vÕt nøt. Trong tr−êng hîp nµy
cã thÓ kiÓm ®Þnh theo ph¸ hñy cã chó ý ®Õn cèt thÐp.
Líp vá trong cña ®−êng hÇm H¶i V©n, ®−îc x©y dùng chØ cã chiÒu dµy
30cm vµ kh«ng cã cèt thÐp.
Tuy nhiªn theo Springerschmidt vµ Wagner (Stellungsnahme zur DSV
853. Unveroeffentlicht, 1982) cÇn thiÕt ph¶i chó ý ®Õn viÖc sö dông cèt thÐp,
sao cho vïng cã thÓ bÞ nøt (tr¹ng th¸i II) cña kÕt cÊu ph¶i cã kh¶ n¨ng chÞu
uèn cøng h¬n so víi vïng bª t«ng kh«ng bÞ nøt (tr¹ng th¸i I). L−îng cèt thÐp
tèi thiÓu trong c¸c tr−êng hîp nµy theo F.Leonhardt vµ E. Moenig []
(Leonhardt, F. und E. Moennig: Vorlesung ueber Massivbau. Berlin 1973,
1974), khi sö dông thÐp thÐp x©y dùng cÇn ®−îc chó ý xem sÐt nh− sau :
• µ=0,10% víi bª t«ng m¸c thÊp h¬n m¸c M250,
• µ=0,14% víi bª t«ng m¸c thÊp h¬n m¸c M450,
• µ=0,18% víi bª t«ng m¸c thÊp h¬n m¸c M550,
NQP/CHCTN 4- 19
trong ®ã µ lµ tû sè diÖn tÝch tiÕt diÖn cña cèt trong vïng chÞu kÐo trªn tiÕt
diÖn toµn bé cña bª t«ng.
L−îng cèt thÐp tèi thiÓu ®−¬ng nhiªn kh«ng lµm t¨ng kh¶ n¨ng chÞu
t¶i, nh−ng trong tr−êng hîp gÆp sù cè cã thÓ h¹n chÕ kh¶ n¨ng sËp lë c¸c côc
bª t«ng ®· bÞ ph¸ hñy. T¸c dông b¶o vÖ nµy cña cèt thÐp ®−¬ng nhiªn chØ cã
ý nghÜa, nÕu nh− víi t¶i träng gi¶ ®Þnh, ¸p lùc tõ phÝa khèi ®¸ chØ t¸c ®éng
cho ®Õn khi bª t«ng bÞ nøt, råi sau ®ã suy gi¶m, nghÜa lµ sau ®ã kh«ng cßn
cã hiÖn t−îng biÕn d¹ng, dÞch chuyÓn tõ phÝa khèi ®¸ vµo kho¶ng trèng vµ
mét tr¹ng th¸i æn ®Þnh h×nh thµnh kh«ng cÇn ®Õn líp vá trong. Tuy nhiªn ®©y
lµ ®iÒu kh«ng ai d¸m dù tÝnh ®Õn vµ do vËy kh¶ n¨ng khèi ®¸ cã thÓ vÉn
kh«ng ngõng dÞch chuyÓn. Khi ®ã kÓ c¶ vá hÇm cã cèt vÉn cã thÓ bÞ ph¸ hñy.
Nãi chung c¸c nhµ kü thuËt hÇi nh− ®Òu thèng nhÊt lµ l−îng cèt thÐp
tèi thiÓu kh«ng gãp phÇn t¨ng kh¶ n¨ng chÞu t¶i hay an toµn ®èi víi vá bª
t«ng. Nh−ng l−îng cèt thÐp tèi thiÓu lµm t¨ng kh¶ n¨ng biÕn d¹ng ph¸ hñy
cña kÕt cÊu khi chÞu uèn. Vµ tõ ®ã cã thÓ tÝnh ®Õn t¨ng møc ®é an toµn cho
c«ng tr×nh ngÇm khi x¶y ra sù cè. C¸c tr−êng hîp t¶i träng cã tÝnh quyÕt
®Þnh ch¼ng h¹n lµ c¸c hiÖp t−îng sËp lë khèi ®¸ vµ g©y t¸c ®éng uèn vµo líp
vá trong. Song còng cã nh÷ng tr−êng hîp ®Æc biÖt ®· x¶y ra lµ sau khi lopø
vá trong bÞ ph¸ hñy th× khèi ®¸ còng trë vÒ tr¹ng th¸i æn ®Þnh. Vµ do vËy nÕu
t¶i träng ®ñ lín th× b»ng tÝnh to¸n, kiÓm ®Þnh vÉn cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc l−îng
cèt thÐp cÇn thiÕt.
MÆt kh¸c còng cÇn xÐm sÐt tíi kh¶ n¨ng suy gi¶m ®é bÒn chÞu uèn
cña vá bª t«ng g©y ra do h×nh thµnh øng suÊt bªn trong do co ngãt hoÆc biÕn
®æi nhiÖt ®é. Vµ tõ ®ã tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng kh¾c phôc th«ng qua l−îng cèt thÐp
nhÊt ®Þnh. Thùc tÕ cho thÊy c¸c øng suÊt néi t¹i nµy cã thÓ gi÷ ë møc c−êng
®é nhá th«ng qua c¸c gi¶i ph¸p vÒ c«ng nghÖ bª t«ng, vÝ dô biÖn ph¸p b¶o
d−ìng sau khi ®æ. Khi xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt däc theo trôc hÇm, cã thÓ kh¾c
phôc b»ng Ðp nhùa chÌn khe vµ t¹o liªn kÕt chÞu lùc cho khe nøt. trong
tr−êng hîp ®· sö dông c¸c gi¶i ph¸p lµm kÝn phßng n−íc thËm chÝ còng
kh«ng cÇn thiÕt ph¶i triÓn khai biÖn ph¸p nµy.
Ngoµi ra, còng cã thÓ suy sÐt lµ khi bª t«ng bÞ nøt nÎ, do t¸c ®éng cña
hiÖu øng vßm mµ vÉn ®¶m b¶o cã ®−îc kh¶ n¨ng nhËn t¶i. C¸c bê cña khe
nøt vÇn cã kh¶ n¨ng tiÕp nhËn t¶i träng c¾t. Do vËy, mét l−îng cèt thÐp tèi
thiÓu ch−a h¼n ®· cã t¸c dông ®¸ng kÓ ®Õn kh¶ n¨ng chÞu t¶i vµ do vËy
kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cã trong bª t«ng.
2) Líp vá trong b»ng bª t«ng c¸ch n−íc
Bª t«ng c¸ch n−íc th−êng lµ bª t«ng m¸c 250 vµ cã chiÒu dµy tèi thiÓu
sau :
• khi vá chØ tõ mét líp, chiÒu dµy lµ 0,4m ;
NQP/CHCTN 4- 20
• khi vá cÊu thµnh tõ hai líp, líp vá trong c¸ch n−íc cã chiÒu dµy lµ
0,3m
3) Líp vá trong kh«ng cã cèt
Nãi chung bª t«ng toµn khèi cÇn cã cèt ®èi víi c¸c lo¹i bª t«ng tõ m¸c
250, song còng cã thÓ kh«ng cã cèt nÕu :
• kh«ng ®ßi hái vá bª t«ng lµ c¸ch n−íc ;
• líp vá trong ®−îc thiÕt kÕ víi vai trß vá cÊu t¹o (hÇm H¶i V©n)
4.3.2 Bª t«ng nen Ðp t¹i chç
Cho đến nay bê tông nén chủ yếu được sử dụng khi đào hầm bằng
máy khiên lưỡi dao. Vữa bê tông được nén ép vào khoảng không gian phía
sau đầu đào. Khoảng không gian này về phía ngoài là khối đá, phía trong là
hệ thông cốp pha trượt và phía trước là cốp pha đầu đóc. Vữa bê tông được
đưa vào bừng hệ hống ống dẫn. Bê tông được bơm bằng máy bơm bê tông.
Các ống dẫn này được bố trí ở cốp pha đầu đóc hoặc cốp pha trượt (Hình 4-
19)
Khoảng không gian trống phía sau máy khiên đào luôn được cấp đầy bằng
bê tông. Vì thế phải đảm bảo để vữa bê tông truyền tải đều lên toàn bộ kết
cấu chống mà không có sự suy giảm nào. Đương nhiên là đieuf này chỉ thực
hiện được khi bê tông ở dạng lỏng.
Khi bê tông bán cứng thì áp lực bơm không đủ khả năng để truyền áp lực
đến toàn chu vi vỏ chống, vì sức khằng cắt hay trượt tăng dần. Do vậy vữa
Hình 4-19