Giáo trình Xây dựng công trình ngầm 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:178

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Xây dựng công trình ngầm 2 có kết cấu gồm ... chương, cung cấp cho học viên những kiến thức về: tổng quan xây dựng hầm; thi công công trình ngầm bằng phương pháp lộ thiên; thi công công trình ngầm tiết diện lớn và cực lớn bằng phương pháp ngầm; thi công hầm bằng máy; thi công hầm bằng phương pháp hạ dần và thả chìm;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Xây dựng công trình ngầm 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH GIÁO TRÌNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM 2 DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2020
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG HẦM 1.1. Tổng quan về các phương pháp thi công hầm Nói chung các công nghệ thi công công trình ngầm rất phong phú và đa dạng, chúng là tổ hợp khá linh hoạt của nhiều giải pháp kỹ thuật và sơ đồ công nghệ khác nhau. Tên gọi của các phương pháp công nghệ thi công công trình ngầm cũng có nhiều xuất xứ khác nhau, có thể theo nơi đã phát triển công nghệ hay phương pháp, theo giải pháp kỹ thuật phổ biến và nhiều khi còn là do thói quen. Vì vậy để giúp cho người thiết kế và thi công có thể linh hoạt lựa chọn các phương pháp thi công, các giải pháp kỹ thuật xử lý các tình huống có thể xảy ra, trước tiên cần thiết giới thiệu sơ bộ các yếu tố, các khâu kỹ thuật quan trọng của công nghệ thi công. Có thể nói, mỗi công nghệ thi công là tổ hợp của các yếu tố, các giải pháp kỹ thuật cơ bản sau (bảng 1.1):  Phương pháp đào hay tách bóc đất đá;  Phương pháp và kỹ thuật bảo vệ (chống tạm) trong khi thi công;  Sơ đồ đào hay sơ đồ thi công trên gương Bảng 1.1: Các yếu tố cấu thành công nghệ thi công Sơ đồ đào Phương pháp đào hay tách bóc đất Mục tiêu của phương pháp bảo vệ đá khối đất đá trong khi thi công  Sơ đồ  Khoan, nổ mìn;  Chống đỡ bảo vệ thành hố đào, đào toàn  Máy đào hầm: máy đào toàn tiết sườn đường hầm gương diện và máy đào từng phần tiết diện;  Chống đỡ, ổn định gương đào,  Sơ đồ  Đào bằng các máy xúc bốc;  Bảo vệ nóc công trình ngầm chia gương  Đào bằng rửa lũa (sức nước, khí  Giảm sụt lún nén)  Chống xâm nhập nước Theo không gian thi công có thể phân ra hai nhóm chính:  Các phương pháp thi công lộ thiên  Các phương pháp thi công ngầm Với các phương pháp thi công lộ thiên, toàn bộ hay một bộ phận của kết cấu CTN được thi công lắp dựng trong điều kiện lộ nóc. Còn bằng các phương pháp thi công ngầm, toàn bộ kết cấu CTN được thi công lắp dựng trong điều kiện kín nóc hoặc lộ nóc nhưng tỷ lệ diện tích phần nóc lộ rất nhỏ so với tổng diện tích khối đất đá xung quanh CTN (ví dụ đào giếng). Bảng 1.2: Các phương pháp thi công đào hầm (tách bóc đất/đá) Đá rắn cứng Đá bở rời/đất Độ bền cao Độ bền Độ bền Đất dính Đất rời Đất chảy trung bình thấp Khoan-nổ mìn Máy đào toàn gương (máy khoan hầm (Tunnel Boring Machine- TBM), máy khiên đào (Shild Machine - SM) Máy đào từng phần gương, máy cắt từng phần (Roadheader-RH) Đào bằng các máy xúc bốc- máy xúc tay gầu Đào bằng rửa lũa (sức nước, khí nén) Bảng 1.3: Các giải pháp bảo vệ hay chống tạm Đá rắn cứng Đá bở rời/đất
Nứt nẻ Nứt nẻ Nứt nẻ Nứt nẻ Đất dính Đất rời Đất chảy ít trung mạnh mạnh bình và giảm bền Bêtông phun Lưới bảo vệ Neo Khung thép Ván chèn Cắm cọc Ván cừ Ô bảo vệ bằng ống Ô bảo vệ bằng khoan phun-phun tia Bảng 1.4: Phạm vi áp dụng của các giải pháp đặc biệt theo yêu cầu bảo vệ Yêu cầu Chống đỡ (ổn Bảo vệ nóc Giảm thiểu Chống xâm định) gương công trình lún sụt nhập nước Các giải pháp đào ngầm Sơ đồ có nhân đỡ Neo, cược gương Cắm cọc Ép ván cừ Vòm, ô bảo vệ bằng ống, phun ép Gia cố đất Đóng băng Sử dụng khí nén 1.2. Đặc điểm cơ bản của công trình ngầm tiết diện lớn Công trình ngầm có tiết diện lớn thường là những công trình như hầm giao thụng, hầm trạm trong mỏ, các gian máy của hầm thủy điện,... các công trình này thường có kích thước tiết diện ngang lớn, không gian thi công rộng, dễ chịu ảnh hưởng của đặc tính cơ học của đá và khối đá, nguy cơ xảy ra sập đổ cao do đó tiềm ẩn nguy cơ gây mất an toàn lớn, khi thi công khối lượng của từng công việc trong chu kỳ đào hầm lớn, kết cấu chống giữ lớn, việc dựng khó khăn hơn. Do mặt thoáng ở gương hầm lớn nên việc phá vỡ đất đá tạo khoảng trống bằng khoan nổ mìn dễ dàng. Trong trường hợp không gian thi công lớn cần phải sử dụng phương pháp thi công chia gương để đảm bảo an toàn và ngăn ngừa được các rủi ro, dễ dàng cho việc thi công khi không có thiết bị có phạm vi làm việc lớn. 1.3. Phân loại các công trình ngầm 1.3.1. Theo công dụng Tùy theo mục đích sử dụng công trình ngầm có thể chia công trình ngầm ra làm một số nhóm: - Công trình ngầm khai thác khoáng sản: đây là loại công trình sử dụng để khai thác tài nguyên khoáng sản, tìm kiếm nguyên vật liệu. Như hệ thống các đường lò, hầm trạm phục vụ trong các mỏ than hầm lò, các mỏ quặng v.v.. Đây là những công trình có tuổi thọ
tùy theo sản lượng của các mỏ và có yêu cầu kiến trúc không cao nên người ta chỉ cần bảo đảm an toàn trong khi sử dụng chứ ít quan tâm đến tính thẩm mỹ của nó. - Công trình ngầm giao thông: đây là nhóm công trình phục vụ cho lợi ích giao thông công cộng, chúng có thể là những đường hầm đường sắt, đường hầm xuyên núi, các hệ thống metro trong thành phố... đặc điểm của loại công trình này là tuổi thọ cao, yêu cầu thẩm mỹ và kiến trúc cao. - Công trình ngầm thủy lợi, thủy điện: đây là nhóm các công trình cung cấp nước cho thủy lợi và thủy nông các nhà máy thủy điện. Những công trình ngầm trong hệ thống này thường có chiều dài không lớn lắm, tuy nhiên đây là nhóm công trình ngầm có thường có các giai đoạn làm việc khác nhau và chế độ làm việc cũng khác nhau đó là chế độ làm việc khi không có nước chảy bên trong (khi thi công và khi sửa chữa) và khi đi vào hoạt động ngoài áp lực đất đá bên ngoài tác động còn có nước và áp lực nước bên trong nên khi thiết kế và thi công các công trình ngầm trong nhóm này cũng có những đặc điểm và yêu cầu riêng. - Công trình ngầm dân dụng: Những công trình ngầm trong nhóm này bao gồm các tầng hầm trong các nhà cao tầng, các gara để xe ngầm, hệ thống đường hầm kỹ thuật dùng để đặt ống nước sinh hoạt, nước thải, cáp điện, cáp quang...phục vụ nhu cầu sinh hoạt của nhân dân. Kích thước tiết diện ngang những công trình này thường không lớn tuy nhiên yêu cầu về kiến trúc lại cao hơn hẳn những công trình phục vụ khai thác khoáng sản và chúng có tuổi thọ cao hơn hẳn và thời gian tồn tại lâu dài. - Công trình ngầm đặc biệt: đây là nhóm những công trình ngầm phục vụ mục đích quân sự, quốc phòng, các nhà máy ngầm... nhóm những công trình này có đặc điểm là cần sự kiên cố cao và nằm bí mật trong lòng đất. Thông thường kích thước tiết diện ngang của chúng như những phòng, tiền sảnh, những kho để vũ khí đạn dược cũng như những nhà máy sản xuất trang thiết bị quân sự ngầm. 1.3.2. Theo vị trí thế nằm Công trình ngầm có thể có những dạng, thế nằm khác nhau. Trong xây dựng công trình ngầm tùy thuộc vào góc nghiêng của trục công trình ngầm với phương nằm ngang mà người ta có thể chia ra: - Công trình ngầm nằm ngang (khi góc nghiêng của trục công trình ngầm với phương ngang  không quá 0  50) - Công trình ngầm nằm nghiêng ( khi góc nghiêng 50
- Công trình ngầm tiết diện lớn: khi S>32 m2 người ta hay gọi là công trình ngầm có tiết diện lớn đa số chúng là các công trình phục vụ lợi ích giao thông vận tải và thủy điện trung bình và lớn. 1.3.4. Tương quan giữa chiều dài và chiều rộng công trình ngầm Theo đặc điểm kích thước giữa hai chiều công trình ngầm người ta có thể chia công trình ngầm ra làm hai nhóm: - Khi các công trình ngầm có kích thước chiều dài lớn hơn nhiều lần chiều rộng và chiều cao thì người ta thường gọi chung chúng là các đường lò, đường hầm. Những công trình ngầm dạng này thì có thể có chiều dài từ vài chục, vài trăm thậm chí hàng chục kilômét. - Các hầm trạm: những công trình ngầm có tương quan chênh lệch giữa chiều dài, chiều rộng và chiều cao không quá lớn, những công trình ngầm như vậy người ta thường gọi là các hầm trạm ví dụ như: các gian máy trong hệ thống nhà máy thủy điện ngầm, các hầm sữa chữa đề pô tầu điện ngầm, trạm bơm, trạm biến áp ngầm.v.v... 1.4. Cơ sở lựa chọn phương pháp thi công hầm Lựa chọn phương pháp đào phụ thuộc vào nhiều yếu tố, những yếu tố cơ bản là tính chất cơ lý của đất đá (than) công trình ngầm đi qua (mức độ ngậm nước, hệ số kiên cố f...). Sự ổn định của đất đá nóc, hông công trình, khả năng trang bị thiết bị máy móc, kỹ thuật thi công, trình độ tay nghề của công nhân, chiều dày của vỉa, hình dạng kích thước tiết diện ngang công trình, độ sâu bố trí công trình, khu vực không gian thi công công trình trên mặt đất và nhiều yếu tố khác. Chọn phương pháp này hay phương pháp khác có thể tham khảo thêm bảng 1-2. Bảng 1-2: Lựa chọn phương pháp đào Các yếu tố cơ bản Các phương pháp đào ảnh hưởng đến lựa Khoan nổ Máy đánh Búa Khoan Sức chọn phương pháp mìn búa rạch & khoan Combai chèn nổ mìn nước đào chèn nổ mìn - Hệ số cứng của than < 1.5 >2 >2 1.5 > 2.0 rộng công trình ngầm 2.5-3.5m) - Khả năng chịu áp lực của nền công - > 0.5 > 0.5 > 1.0 > 0.75 - trình Câu hỏi ôn tập chương 1 Cầu 1. Trinh bày khái quát về các phương pháp thi công CTN. Cầu 2. Trình bày đặc điểm cơ bản của công trình ngầm tiết diện lớn Cầu 3. Phân loại các công trình ngầm. Cầu 4. Nêu cơ sở lựa chọn phương pháp thi công.
Ch-¬ng 2 Thi c«ng CTN b»ng Ph-¬ng ph¸p lé thiªn 2.1. Khái quát chung Thi c«ng hë tøc lµ tiÕn hµnh ®µo hµo tõ trªn mÆt ®Êt, sau ®ã thi c«ng kÕt cÊu CTN trong lßng hµo (hè) ®µo vµ cuèi cïng l¹i phñ ®Êt hay vËt liÖu phñ lªn c«ng tr×nh ngÇm (cut-and-cover). Th«ng th-êng trong ph-¬ng ph¸p hay ph-¬ng thøc thi c«ng hë, kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm ®-îc x©y dùng tõ ®¸y hµo ®µo hay Ýt nhÊt lµ t-êng vµ nãc cña c«ng tr×nh ngÇm, sau ®ã c¸c c«ng viÖc kh¸c còng nh- viÖc hoµn thiÖn cã thÓ thùc hiÖn 'ngÇm'. Ph-¬ng thøc sau ®-îc gäi lµ ph-¬ng thøc 't-êng-nãc'. So víi ph-¬ng ph¸p thi c«ng ngÇm th× ph-¬ng thøc thi c«ng hë Ýt gÆp rñi ro h¬n vµ ®¬n gi¶n h¬n. Nãi chung trong ph-¬ng ph¸p thi c«ng hë cã hai yÕu tè quan träng lµ:  Hµo hay hè ®µo víi c¸c gi¶i ph¸p vµ ph-¬ng tiÖn b¶o vÖ;  KÕt cÊu cña c«ng tr×nh ngÇm. Thµnh hµo hay hè ®µo cã thÓ ®-îc b¶o vÖ b»ng c¸c ph-¬ng tiÖn vµ gi¶i ph¸p kh¸c nhau, tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn thi c«ng cô thÓ. Dùa vµo ph-¬ng thøc b¶o vÖ, hay gi÷ æn ®Þnh hµo cã thÓ ph©n ra c¸c nhãm ph-¬ng thøc thi c«ng nh- trªn h×nh 2.1. Ph-¬ng ph¸p thi c«ng hë §Ó bê dèc (thµnh Thµnh hµo th¼ng ®øng, hµo nghiªng) cã t-êng b¶o vÖ Bê dèc Bê dèc T-êng cã T-êng b¶o vÖ lµ bé phËn ®-îc gia cè tù nhiªn thÓ thu håi cña kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm Khung T-êng cõ T-êng hµo T-êng cäc chèng nhåi nhåi Neo, chèt C¸c gi¶i ph¸p gia c-êng, t¨ng søc H×nh 2.1: Ph-¬ng thøc ®µo vµ b¶o vÖ hµo trong ph-¬ng ph¸p hë Tr-êng hîp thµnh hµo th¼ng ®øng, dùa vµo mÆt c¾t ngang cña s¬ ®å c«ng nghÖ cã thÓ ph©n ra hai tr-êng hîp:  S¬ ®å thi c«ng kh«ng cã kho¶ng hë gi÷a thµnh hµo vµ kÕt cÊu c«ng tr×nh  S¬ ®å thi c«ng cã kho¶ng hë gi÷a thµnh hµo vµ kÕt cÊu c«ng tr×nh Khi thi c«ng theo ph-¬ng thøc hë ph¶i ®Æc biÖt chó ý ®Õn ®iÒu kiÖn ®Êt nÒn vµ mùc n-íc ngÇm v× chóng cã ¶nh h-ëng ®Õn ®é æn ®Þnh cña thµnh hµo (B¶ng 2.1).
Hình 2.2. Năm loại tường cừ chống giữ hố đào thông dụng Từ trái qua phải: 1) Tường bằng cọc thép hình đứng kết hợp với gỗ lát ngang; 2) Tường cọc ván thép; 3) Tường đổ bê tông tại chỗ; 4) Tường bằng cọc đất-xi măng trộn sâu; 5) Tường cừ bê tông cốt thép trong đất. B¶ng 2.1 Tªn ®Êt Møc ®é sôt lë cña thµnh hµo Trong hµo kh«ng cã n-íc ngÇm Trong hµo cã n-íc ngÇm ®Êt sÐt æn ®Þnh trong thêi gian dµi Th-êng kh«ng bÞ sôt lë ®Êt c¸t bét Th-êng kh«ng bÞ sôt lë RÊt Ýt sôt lë C¸t cã ®Êt bét RÊt Ýt sôt lë Sôt lë C¸t mÞn Sôt lë TÝnh n¨ng cña dung dÞch sÐt nÕu kÐm sÏ sôt lë C¸t th« TÝnh n¨ng cña dung dÞch sÐt nÕu Thµnh hµo ph¶i thªm chèng kÐm sÏ sôt lë ngang Sái c¸t Thµnh hµo ph¶i thªm chèng ngang B¾t buéc ph¶i cã biÖn ph¸p gi÷ æn ®Þnh thµnh hµo Sái cuéi B¾t buéc ph¶i cã biÖn ph¸p gi÷ æn B¾t buéc ph¶i cã biÖn ph¸p ®Þnh thµnh hµo gi÷ æn ®Þnh thµnh hµo Ph-¬ng thøc thi c«ng hë ®Æc tr-ng b»ng viÖc c¬ giíi ho¸ cao qu¸ tr×nh thi c«ng, cho phÐp ¸p dông c¸c kÕt cÊu kiÓu c«ng nghiÖp ho¸ (l¾p ghÐp c¸c cÊu kiÖn ®óc s½n), c¸c m¸y lµm ®Êt vµ c¸c thiÕt bÞ n©ng h¹ cã c«ng suÊt lín. Tuy nhiªn viÖc ®µo hè mãng trªn ®o¹n dµi sÏ g©y gi¸n ®o¹n giao th«ng trong thêi gian thi c«ng. Do ®ã, ph¶i ®-a ra ®-îc gi¶i ph¸p thi c«ng ®ång bé, hiÖu qu¶, rót ng¾n thêi gian thi c«ng, gi¶m gi¸ thµnh ®Ó t¨ng tÝnh kh¶ thi cña ph-¬ng ph¸p. 2.2. Ưu nhược điểm 2.2.1. Ưu điểm - Dễ dàng thiết kế: Hệ thống kết cấu chống giữ bờ dốc, cột chống, neo cố định thành hào của phương pháp lộ thiên tương đối rõ ràng, dễ dàng lựa chọn phương án thiết kế và tham số hợp lý. - Tốc độ thi công nhanh tiện: Trong tình trạng bình thường, khai trường thi công của phương pháp lộ thiên tương đối rộng, vị trí làm việc thi công tương đối nhiều, có thể tiến hành tổ chức thi công với số lượng nhân viên, thiết bị, vật liệu, công cụ lớn tốc độ thi công nhanh.
- Dễ dàng kiểm soát an toàn, chất lượng và tiến độ thi công: Đại bộ phân trình tự thi công và phương diện tác nghiệp của phương pháp thi công lộ thiên có thể trực tiếp quan sát và kiểm tra, hạng mục thi công dễ dàng đo đạc, tiểm ẩn mất an toàn dễ phát hiện, giải pháp an toàn tùy theo quy định và đầy đủ, đáp ứng đầy đủ điều kiện giải cứu hiện trường tương đối tốt. Vì vậy an toàn, chất lượng và tiến độ thi công dễ điều chỉnh và khống chế. - Trường hợp lượng giải tỏa di dời nhỏ, giá thành công trình tương đối thấp So sánh giữa phương pháp lộ thiên với phương pháp ngầm và phương pháp đào máy, đầu tư nhân công tương đối ít, thiết bị tương đối đơn giản, hiệu suất thi công tương đối cao, trường hợp lượng giải tỏa di dời ít thì chi phí tương đối thấp. 2.2.2. Nhược điểm - Công tác giải tỏa lớn, gây phiền hà cho người dân nhiều và ảnh hưởng tới giao thông - Chịu ảnh hưởng lớn của biến đổi điều kiện khí hậu, khí tượng - Ảnh hưởng tương đối lớn đối với môi trường - Dễ xảy ra phá hủy mất ổn định toàn bộ thành hào 2.3. Phạm vi áp dụng Điều kiện thích hợp để sử dụng phương pháp thi công lộ thiên: Thi công bằng phương pháp lộ thiên thường được sử dụng khi lượng phá bỏ và di dời các công trình không lớn, cho phép hạ thấp môi trường nước, khai trường thi công tương đối rộng, ổn định của tầng đất đá tương đối tốt, thông thường hình thức kết cấu ngầm phức tạp và hào có độ rộng lớn có thể xem xét sử dụng phương pháp thi công lộ thiên. Điều kiện không thích hợp sử dụng phương pháp thi công lộ thiên: Tầng cát chảy không thể hạ thấp nước không phù hợp sử dụng phương pháp thi công lộ thiên, lượng công trình phá bỏ và di dời quá lớn sử dụng phương pháp lộ thiên để thi công không kinh tế, nếu trong tầng đất đá mềm ngậm nước sử dụng phương pháp thi công lộ thiên thì độ sâu khai đào hào rất lớn, tính an toàn trong thi công nó cần phải tiến hành khống chế chặt chẽ. 2.4. Phương pháp đào hào thành nghiêng 2.4.1. Điều kiện sử dụng - §iÒu kiÖn ®Þa chÊt, ®Þa chÊt thuû v¨n, kÝch th-íc hè mãng kh«ng cho phÐp ®µo hµo víi thµnh th¼ng ®øng; - MÆt b»ng thi c«ng réng. Trong tr-êng hîp nµy, thµnh vµ nÒn hè mãng cã thÓ kh«ng cÇn chèng gi÷ khi gãc dèc cña m¸i hè mãng b»ng hoÆc nhá h¬n trÞ sè gãc dèc tù nhiªn cña ®Êt t¹i ®ã. C¸c kinh nghiÖm thùc tÕ cho thÊy r»ng, khi khèi ®Êt lµ ®ång nhÊt, gãc nghiªng cña bê dèc so víi ph-¬ng n»m ngang cã thÓ ¸p dông theo chØ dÉn trong b¶ng 2-2 (Theo TCVN-5380). Ph-¬ng thøc thi c«ng nµy cã thÓ ¸p dông khi khu vùc thi c«ng n»m ngoµi vïng d©n c- ®«ng ®óc (h×nh 2-3). B¶ng 2-2 Trạng thái ®ất Ít ẩm (khô) Ẩm Ướt Tỷ số giữa Góc giữa Tỷ số giữa Góc giữa Tỷ số giữa Góc giữa chiều cao của mái dốc chiều cao của mái dốc chiều cao Loại ®ất mái dốc mái dốc và và ®ường mái dốc và và ®ường của mái dốc và ®ường hình chiếu nằm hình chiếu nằm và hình chiếu nằm trên mặt ngang, trên mặt ngang, trên mặt ngang, ®ộ phẳng ngang ®ộ phẳng ngang ®ộ phẳng ngang
Sỏi ®á dăm 40 1 : 1,20 40 1 : 1,20 35 1 : 1,45 Cát hạt to 30 1 : 1,75 32 1 : 1,60 25 1 : 2,15 Cát hạt trung 28 1 : 1,90 35 1 : 1,45 25 1 : 2,15 bình Cát hạt nhỏ 25 1 : 2,25 30 1 : 1,75 20 1 : 2,77 Sét pha 50 1 : 0,84 40 1 : 1,20 30 1 : 1,75 §ất hữu cơ 40 1 : 1,20 35 1 : 1,45 25 1 : 2,15 (®ất mục) ®ất mục không 40 1 : 1,20 25 1 : 2,25 15 1 : 3,75 có rễ cây Thµnh hµo nghiªng ®ßi hái:  Kho¶ng kh«ng gian thi c«ng th«ng tho¸ng lín h¬n,  Lµm t¨ng khèi l-îng ®µo, bèc, vËn chuyÓn,  B·i chøa trung gian vµ khèi l-îng lÊp ®Çy lín  §ßi hái ph¹m vi ho¹t ®éng réng h¬n cña c¸c ph-¬ng tiÖn thi c«ng. Ng-îc l¹i ph-¬ng ¸n nµy cã thÓ lo¹i trõ:  Toµn bé hay tõng phÇn c«ng t¸c chèng gi÷ vµ  Cã kho¶ng kh«ng gian thi c«ng kÕt cÊu c«ng tr×nh lín. §-¬ng nhiªn quyÕt ®Þnh lùa chän phô thuéc vµo tÝnh kinh tÕ cña ph-¬ng ¸n. H×nh 2-3: Hµo thi c«ng cã thµnh H×nh 2-4: §-êng hÇm tµu ®iÖn ngÇm mét nghiªng nhÞp, hai ®-êng tµu ë ®é s©u gÇn mÆt ®Êt a) d¹ng cã bê dèc th«ng th-êng, b) d¹ng cã thµnh th¼ng phÇn d-íi, ¸p dông khi mùc n-íc ngÇm thÊp c) d¹ng cã thµnh th¼ng phÇn trªn (¸p dông trong ®iÒu kiÖn t-¬ng tù kiÓu a. §Ó thu nhá diÖn tÝch thi c«ng vµ khèi l-îng ®µo, ®¾p phñ cã thÓ sö dông c¸c kÕt cÊu b¶o vÖ nh- trªn h×nh 2-3b vµ 2-3c. Khi ®é s©u hµo lín h¬n 5m cã thÓ bè trÝ thªm bËc hµo trªn cïng réng 1m. Khi hµo cã ®é s©u lín, lùc t¸c dông lªn thµnh hµo cao, ®iÒu kiÖn khèi ®Êt nÒn còng nh- ®iÒu kiÖn thuû v¨n phøc t¹p vµ cã chÊn ®éng cÇn thiÕt ph¶i tiÕn hµnh tÝnh to¸n æn ®Þnh bê dèc. §Ó gi÷ æn ®Þnh c¸c bê dèc ®øng, cã kh¶ n¨ng nguy hiÓm vÒ xãi mßn, tr-ît lë cã thÓ sö dông bªt«ng phun, v÷a bªt«ng, neo chèt, v¶i ®Þa kü thuËt hoÆc c¸c ph-¬ng ph¸p ho¸ häc ®Ó b¶o vÖ bê dèc.
Khi hµo cã thêi gian tån t¹i phôc vô x©y dùng dµi cÇn cã c¸c gi¶i ph¸p tho¸t n-íc mÆt, n-íc ngÇm. Khi hµo n»m s©u d-íi mùc n-íc ngÇm cÇn thùc hiÖn c«ng t¸c tho¸t n-íc theo c¸c giÕng khoan cã hÖ thèng. Trªn h×nh 2-4 cho thÊy h×nh ¶nh vÒ c«ng t¸c thi c«ng hÇm tµu ®iÖn ngÇm hai ®-êng tµu, kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm kh«ng cã cét hoÆc t-êng chèng ®ì gi÷a (hÇm mét nhÞp), ®Ó bê dèc tù nhiªn kh«ng chèng. 2.5. Phương pháp đào hào thành thẳng đứng 2.5.1. Tường hào thành thẳng đứng với kết cấu tường bảo vệ được thu hồi Trong nhiÒu tr-êng hîp, kh«ng ph¶i lóc nµo ta còng cã thÓ ®µo ®Êt theo ®é dèc tù nhiªn v× nh÷ng lý do sau: - §µo ®Êt theo ®é dèc tù nhiªn lµm t¨ng khèi l-îng ®µo vµ lÊp ®Êt hoµn tr¶; - Xung quanh khu vùc thi c«ng cã nh÷ng c«ng tr×nh cÇn b¶o vÖ. BiÖn ph¸p ®µo hè mãng víi thµnh th¼ng ®øng ¸p dông khi: - Hè mãng cã chiÒu s©u kh«ng lín, ®µo trong ®Êt cã ®é kÕt dÝnh tèt, æn ®Þnh. - §iÒu kiÖn mÆt b»ng thi c«ng h¹n chÕ v× xung quanh cã nh÷ng c«ng tr×nh cÇn ®-îc b¶o vÖ. B¶ng 2-3 Lo¹i ®Êt htd ®Êt c¸t lÉn sái s¹n  1m ®Êt pha c¸t  1,25m ®Êt thÞt, ®Êt sÐt  1,5m ®Êt thÞt, ®Êt sÐt ch¾c  2m Tr-êng hîp chiÒu s©u hè mãng lín h¬n gi¸ trÞ htd cho phÐp th× ph¶i ¸p dông ngay biÖn ph¸p gi÷ æn ®Þnh thµnh và nÒn hè mãng ®Ó tr¸nh sôt lë hay bïng nÒn sau khi ®µo. Tr×nh tù c¸c c«ng viÖc khi thi c«ng theo ph-¬ng thøc hµo ®µo thµnh th¼ng ®øng víi kÕt cÊu b¶o vÖ ®-îc thu håi bao gåm c¸c phÇn viÖc vµ theo tr×nh tù sau: 1. Dän dÑp, san g¹t chuÈn bÞ mÆt b»ng; 2. Thi c«ng ®ãng cäc cõ vµo nÒn ®Êt däc theo h-íng tuyÕn dù kiÕn ®Æt c«ng tr×nh ngÇm; 3. §µo ®Êt trong hè mãng ®· ®-îc b¶o vÖ b»ng c¸c thiÕt bÞ thi c«ng lé thiªn; 4. Gia cè gi÷ æn ®Þnh hÖ thèng cäc cõ b»ng v¸n chÌn, neo, gi»ng hay v¨ng t¨ng søc (nÕu cÇn) ®ång thêi víi qu¸ tr×nh ®µo ®Êt; 5. Thi c«ng ®æ bª t«ng nÒn, l¾p cèp pha ®æ bª t«ng kÕt cÊu c«ng tr×nh (nÕu lµ bª t«ng toµn khèi) hoÆc l¾p ghÐp c¸c cÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp ®óc s½n (nÕu lµ cÊu kiÖn ®óc s½n). 6. Thi c«ng líp chèng thÊm (xö lý mèi nèi, b¬m chÌn bª t«ng vµo phÝa sau vá chèng, phun tr¸t v÷a chèng thÊm mÆt trong, v..v…) 7. Hoµn thiÖn c«ng tr×nh; 8. LÊp ®Êt hoµn tr¶ mÆt b»ng; 9. KÐo rót cäc cõ. Trong qu¸ tr×nh thi c«ng ®µo hµo, nÕu ®¸y hè mãng n»m d-íi mùc n-íc ngÇm hoÆc thi c«ng trong mïa m-a th× ph¶i ¸p dông ®ång thêi c¸c biÖn ph¸p tiªu n-íc trong
hè mãng ®Ó ®¶m b¶o hè mãng kh« r¸o t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho thi c«ng vµ ®é æn ®Þnh chung cña hè mãng. 2.5.1.1. C¸c ph-¬ng ¸n thi c«ng Cã hai ph-¬ng ¸n ®· ®-îc ¸p dông khi thi c«ng c«ng tr×nh ngÇm thµnh phè lµ:  Kh«ng cã kho¶ng hë c«ng t¸c gi÷a thµnh hµo vµ kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm  Cã kho¶ng hë c«ng t¸c gi÷a thµnh hµo vµ kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm a) Ph-¬ng ¸n kh«ng cã kho¶ng hë Theo ph-¬ng ¸n nay thµnh hµo ®-îc b¶o vÖ b»ng t-êng b¶o vÖ chèng ®ì theo ph-¬ng th¼ng ®øng hoÆc gia c-êng theo ph-¬ng n»m ngang kÕt hîp neo. Ph-¬ng thøc thø nhÊt hay ®-îc ¸p dông, cô thÓ lµ t-êng bao gåm cäc tùa chÞu t¶i, ®-îc Ðp tõ trªn xuèng vµ c¸c v¸n chÌn (t-êng cäc- v¸n chÌn) (H×nh 2-5a). Trong ph-¬ng ¸n nµy, v× thµnh hµo vµ kÕt cÊu c«ng tr×nh s¸t nhau, nếu c¸c cäc bÞ lÖch nghiªng khi rút cọc có thể sẽ gây ra ph¸ hñy hay tæn h¹i ®Õn kÕt cÊu còng nh- líp c¸ch n-íc. TÊm chÌn b»ng thÐp chØ ®-îc sö dông khi gÆp ®iÒu kiÖn thuû v¨n vµ ®Êt nÒn phøc t¹p, nh»m ng¨n hiÖn t-îng ®Êt ch¶y vµ sôt lón c¸c c«ng tr×nh x©y dùng l©n cËn, bëi v× gi¸ thµnh cao. Ph-¬ng ¸n nµy ¸p dông khi ®iÒu kiÖn ®Êt nÒn t-¬ng ®èi æn ®Þnh, kÕt cÊu b¶o vÖ thµnh hµo kh«ng cÇn cã kÕt cÊu chèng gi÷ bæ sung b) Ph-¬ng ¸n cã kho¶ng hë Ph-¬ng ¸n cã kho¶ng hë kh¾c phôc ®-îc nh-îc ®iÓm cña ph-¬ng ¸n kh«ng kho¶ng hë vµ ¸p dông khi gÆp ®iÒu kiÖn ®Êt nÒn kÐm æn ®Þnh, ®ßi hái ph¶i cã kÕt cÊu gia cè bæ sung cho t-êng b¶o vÖ thµnh hµo (neo, v¨ng, gi»ng, cét chèng,v.v…) (H×nh 3-4b). Ph-¬ng ¸n nµy cã c¸c -u ®iÓm vµ ®Æc ®iÓm sau:  Rót cäc kh«ng ¶nh h-ëng ®Õn kÕt cÊu cña c«ng tr×nh,  Cã thÓ thu håi c¶ v¸n chÌn b»ng gç,  Sau khi thu håi t-êng kho¶ng hë ®-îc lÊp ®Çy b»ng c¸t vµ lµm chÆt,  Cã thÓ l¾p líp b¶o vÖ b»ng ®¸ hoÆc bªt«ng,  N-íc ch¶y vµo tõ c¸c líp đất cã thÓ b¬m dÔ dµng nhê kho¶ng hë. H×nh 2-5: T-êng b¶o vÖ b»ng cäc vµ v¸n chÌn a) Ph-¬ng thøc kh«ng cã kho¶ng hë, b) Ph-¬ng thøc cã kho¶ng hë 2.5.1.2. S¬ ®å tæ chøc thi c«ng Tuú thuéc vµo tr×nh tù thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc cã thÓ ph©n ra: S¬ ®å song song hay nèi tiÕp.
Trong s¬ ®å song song, ®ång thêi thùc hiÖn nhiÒu c«ng viÖc trªn c¸c ®o¹n kh¸c nhau (c¾m cäc cõ, ®µo hµo, thi c«ng kÕt cÊu CTN, v.v..). S¬ ®å nh- vËy cã thÓ tæ chøc khi c«ng tr×nh ngÇm cã chiÒu dµi lín h¬n 100-150m. Trong s¬ ®å thø hai, s¬ ®å nèi tiÕp toµn phÇn, mçi c«ng ®o¹n c«ng nghÖ ®-îc thùc hiÖn sau khi ®· hoµn thµnh c«ng ®o¹n tr-íc däc theo chiÒu dµi c«ng tr×nh ngÇm. Nã th-êng ®-îc ¸p dông khi x©y dùng hÇm cã chiÒu dµi nhá h¬n 100-150m vµ khi kh«ng cã kh¶ n¨ng më réng diÖn c«ng t¸c. Trong s¬ ®å nèi tiÕp, chiÒu dµi c«ng ®o¹n c«ng nghÖ ®-îc rót ng¾n, nhu cÇu nh©n lùc Ýt h¬n nh-ng thêi h¹n thi c«ng l¹i kÐo dµi h¬n. Trong s¬ ®å thø ba, s¬ ®å nèi tiÕp tõng phÇn, ®µo vµ chèng gi÷ ®-îc thùc hiÖn khÐp kÝn trªn tõng ®o¹n hè mãng tr-íc khi chuyÓn sang thi c«ng ®o¹n kÕ tiÕp, ph-¬ng ph¸p nµy ¸p dông khi thi c«ng trong ®Êt yÕu, chiÒu dµi tuyÕn hè mãng lín C¸c b-íc c«ng nghÖ trong ba s¬ ®å nh- nhau hay kh«ng phô thuéc vµo lo¹i s¬ ®å. 2.5.1.3. Đµo vµ chèng gi÷ hè mãng 1. §µo hè mãng §Ó ®µo hè mãng cã thÓ sö dông ph-¬ng ph¸p thñ c«ng hoÆc c¬ giíi. Tuy nhiªn, muèn t¨ng tèc ®é thi c«ng, n©ng cao n¨ng suÊt, hiÖn nay chñ yÕu ¸p dông ph-¬ng ph¸p ®µo hè mãng b»ng thiÕt bÞ c¬ giíi. §Ó thi c«ng hè mãng b»ng ph-¬ng ph¸p c¬ giíi, hiÖn nay cã rÊt nhiÒu lo¹i m¸y ®µo kh¸c nhau: m¸y xóc thuû lùc (gÇu thuËn, gÇu nghÞch), m¸y ®µo nhiÒu gÇu, m¸y c¹p ®Êt, m¸y ñi, v.v.. ViÖc lùa chän lo¹i m¸y thi c«ng phô thuéc vµo lo¹i ®Êt, ®iÒu kiÖn mÆt b»ng thi c«ng, kÝch th-íc hè mãng (chiÒu réng, chiÒu s©u), chiÒu cao mùc n-íc ngÇm, c¸c ph-¬ng tiÖn thi c«ng s½n cã, v.v.. vµ cuèi cïng lµ ph¶i dùa trªn c¬ së tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kinh tÕ - kü thuËt ®Ó lùa chän ph-¬ng ¸n tèt nhÊt. B¶ng 3-6. Giíi thiÖu ph©n lo¹i lo¹i ®Êt cho m¸y ®µo CÊp ®Êt Tªn ®Êt A. Cho m¸y xóc thuû lùc ®Êt thùc vËt kh«ng lÉn rÔ vµ ®¸, cã lÉn ®¸ d¨m, c¸t kh«, c¸t cã ®é Èm tù nhiªn, kh«ng lÉn ®¸ d¨m, ¸ c¸t, ®Êt bïn dµy ®Õn 30cm kh«ng cã rÔ c©y, sái I s¹n kh«ng cã lÉn ®¸ to trªn 30cm, ®Êt ®ång b»ng líp trªn 0,8m - ®Êt vôn v× bÞ nÐn chÆt. Sái s¹n lÉn ®¸ to, sÐt -ít mÒm kh«ng lÉn ®¸ d¨m, ¸ sÐt nhÑ, ¸ sÐt nÆng lÉn II rÔ c©y, lÉn bïn ®Õn 30cm, ®¸ d¨m, ®Êt ®ång b»ng s©u tõ 0,8  2m, ®Êt c¸t mÒm lÉn sái cuéi ®Õn 10%, ®Êt thÞt pha c¸t, sÐt lÉn ®¸ nhá, rÔ c©y. SÐt nÆng vì thµnh m¶ng, sÐt lÉn ®¸ d¨m, bïn dÇy ®Õn 40cm, ®¸ næ m×n ra, III ®Êt ®ång b»ng s©u tõ 2  3,5m, ®Êt ®á, ®Êt vµng ë ®åi lÉn ®¸ ong, sái nhá kÕt cÊu ®«ng ®Æc cøng - ®Êt cøng lÉn ®¸ ®Çu s- hay sÝt non. B. Cho m¸y ñi, m¸y san ®Êt thùc vËt kh«ng lÉn rÔ vµ ®¸, ®¸ d¨m, ¸ sÐt nhÑ, ®Êt bïn dÇy ®Õn 20cm I kh«ng lÉn rÔ c©y, ®Êt ®ång b»ng s©u ®Õn 60cm, ®Êt vôn bÞ nÐn. Sái s¹n kh«ng lÉn ®¸ to, sÐt -ít mÒm kh«ng lÉn ®¸ d¨m, c¸t cã ®é Èm tù II nhiªn kh«ng lÉn ®¸ d¨m, ¸ sÐt nÆng, ®Êt bïn dÇy ®Õn 30 cm, ®Êt ®ång b»ng s©u ®Õn 0,60 - 1,20 m.
- SÐt vì tõng m¶ng, xÎng mai kh«ng x¾n ®-îc, sÐt lÉn sái, s¹n, ®¸ d¨m, c¸t III kh«, ®Êt bïn dµy trªn 30 cm. §Êt lÉn ®¸ t¶ng, ®Êt ®ång b»ng dµy 1,2 m trë lªn. C. Cho máy cạp I ®Êt thùc vËt kh«ng lÉn rÔ vµ ®¸, cã lÉn ®¸ d¨m ®Êt vôn bÞ nÐn. II SÐt -ít mÒm kh«ng lÉn ®¸ d¨m - ¸ sÐt nÆng, ®Êt ®ång b»ng dµy ®Õn 0,50m. III SÐt vì tõng m¶ng, c¸t cã ®é Èm tù nhiªn, ®Êt ®ång b»ng dµy ®Õn 1m.  M¸y xóc thuû lùc cã thÓ ®-îc sö dông réng r·i ®Ó ®µo ®Êt ë trªn kh« hay d-íi mùc n-íc ngÇm. Trªn h×nh 2-6 giíi thiÖu c¸c d¹ng thiÕt bÞ cña m¸y xóc thuû lùc. H×nh 2-6: C¸c d¹ng thiÕt bÞ cña m¸y xóc thuû lùc: a - GÇu thuËn; b - GÇu nghÞch; c - GÇu d©y; d - GÇu ngo¹m; e - GÇu bµo.  M¸y c¹p (Scraper) lµ mét lo¹i m¸y lµm ®Êt v¹n n¨ng dïng ®Ó ®µo, vËn chuyÓn, ®æ vµ san ®Êt thµnh tõng líp. Qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y bao gåm: c¾t ®Êt, vËn chuyÓn, ®æ vµ san ®Êt, quay vÒ chç ®µo. H×nh 2-9: S¬ ®å c¸c lo¹i m¸y ®µo nhiÒu gÇu: a) lo¹i guång xÝch; b) lo¹i quay trßn  M¸y ñi: M¸y ñi lµ lo¹i m¸y võa ®µo, võa vËn chuyÓn. S¬ ®å thi c«ng th-êng ¸p dông lµ ñi ngang, ñi däc theo tuyÕn. 3. Gi÷ æn ®Þnh thµnh hè mãng sau khi ®µo. §Ó gi÷ æn ®Þnh thµnh hè mãng trong qu¸ tr×nh thi c«ng, víi gi¸ thµnh h¹, ta ph¶i chän ph-¬ng ¸n ®µo chèng v¸ch ®Êt hîp lý theo c¸c nguyªn t¾c sau: - Ph¶i gi÷ ®-îc v¸ch ®µo æn ®Þnh, an toµn trong qu¸ tr×nh thi c«ng
- Ph¶i phï hîp víi biÖn ph¸p ®µo ®Êt vµ c«ng nghÖ thi c«ng phÇn ngÇm - Thi c«ng ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh thÊp - Chó ý ®Õn kh¶ n¨ng t¸i sö dông kÕt cÊu chèng sau khi hoµn thµnh c«ng tr×nh. * C¸c gi¶i ph¸p chèng gi÷ thµnh hè ®µo - T-êng cäc v¸n: Dïng cäc thÐp h×nh (I hoÆc H), v¸n gç hoÆc BTCT ®ãng ë hai bªn thµnh hµo. Nã ®-îc ¸p dông khi hè mãng n«ng, ¸p lùc ®Êt nhá, kh«ng cã n-íc ngÇm ch¶y m¹nh. Cäc vµ v¸n sau khi thi c«ng cã thÓ thu håi ®Ó sö dông l¹i. V¸n cã thÓ xÕp theo ph-¬ng ngang, ph-¬ng ®øng vµ yªu cÇu sö dông kÕt cÊu v¨ng, gi»ng t¨ng søc vµ liªn kÕt c¸c bé phËn cña kÕt cÊu t-êng b¶o vÖ. - §ãng v¸n cõ thÐp kh«ng chèng lµm viÖc d-íi d¹ng c«ng x«n: ¸p dông khi hè ®µo n«ng, cã n-íc ngÇm. V¸n cõ thÐp sÏ ®-îc thu håi b»ng m¸y nhæ cäc hay cÇn trôc th¸p sau khi ®· thi c«ng kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm H×nh 2-13: C¸c gi¶i ph¸p gi÷ æn ®Þnh thµnh hè mãng cã thu håi KCC * KÕt cÊu b¶o vÖ thµnh hè ®µo + Chèng v¸ch ®Êt b»ng v¸n ngang (h×nh 2-15, 2-16, 2-17) a) b) c) H×nh 2-15: Chèng v¸ch ®Êt b»ng v¸n ngang
a) Chèng xiªn gia c-êng thµnh hè mãng; b) Neo gi»ng gia cè thµnh hè; c) Gi»ng ngang gia cè thµnh hè mãng Dïng khi ®µo hè ë nh÷ng lo¹i ®Êt cã ®é kÕt dÝnh nhá, kh«ng cã n-íc ngÇm hoÆc cã rÊt Ýt n-íc ngÇm. ChiÒu s©u hè ®µo tõ 2-4m. §Êt bªn thµnh hè mãng cã thÓ tù gi÷ æn ®Þnh trong kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh sau khi ®µo ®ñ ®Ó thi c«ng hÖ v¸n l¸t ngang. + Chèng v¸ch ®Êt b»ng v¸n ®øng (h×nh 2-18) H×nh 2-18: Chèng v¸ch ®Êt b»ng v¸n l¸t ®øng a) Dïng chèng xiªn; b)Dïng thanh nÐo Dïng ®èi víi ®Êt ®Êt cã ®é kÕt dÝnh nhá, rêi r¹c, ®Êt Èm -ít hoÆc ®Êt ch¶y ng-êi ta ph¶i ®ãng cäc cõ b»ng v¸n cã v¸t nhän ®Çu. NÕu chiÒu s©u hè mãng nhá (kho¶ng 3- 4 m) th× cã thÓ ¸p dông t-êng cõ c«ng x«n tiÕp nhËn ¸p lùc bªn cña ®Êt. Khi chiÒu s©u hè mãng lín th× ph¶i gia cè thªm c¸c cäc b»ng c¸ch ®Æt thªm c¸c thanh gi»ng däc, nã cã t¸c dông gi÷ cho c¸c cäc kh«ng bÞ chuyÓn ®éng ngang. C¸c thanh gi»ng däc nµy l¹i ®-îc hç trî bëi c¸c thanh v¨ng ngang. Kho¶ng c¸ch ®Æt c¸c thanh v¨ng ngang kho¶ng 4 - 6 m däc theo trôc hè mãng. Khi chiÒu s©u hè mãng kh¸ lín (10 - 12m) th× däc theo chiÒu s©u hè mãng còng ph¶i ®Æt thªm mét sè líp gi»ng nh- trªn. a) b) H×nh 2.19. Chèng v¸ch ®Êt b»ng v¸n l¸t ®øng + T-êng cõ thÐp Cọc ván thép ®ược sản xuất với nhiều hình dạng, kích thước khác nhau với các ®ặc tính về khả năng chịu lực ngày càng ®ược cải thiện. Ngoài cọc ván thép có mặt cắt ngang dạng chữ U, Z còn có loại mặt cắt ngang Omega (), dạng tấm phẳng (straight
web) cho các kết cấu tường chắn tròn khép kín, dạng hộp (box pile) ®ược cấu thành bởi 2 cọc U hoặc 4 cọc Z hàn với nhau. Tùy theo mức ®ộ tải trọng tác dụng mà tường chắn có thể chỉ dùng cọc ván thép hoặc kết hợp sử dụng cọc ván thép với cọc ống thép (steel pipe pile) hoặc cọc thép hình H (King pile) nhằm tăng khả năng chịu mômen uốn. H×nh 2.21. S¬ ®å ®µo chèng t¹m hè ®µo 1. Chèng xiªn; 2. Chèng ngang hè ®µo; 3. Cäc thÐp; 4. Gi»ng däc; 5. Cọc ván thép ®ược sử dụng ®ể làm tường tầng hầm trong nhà nhiều tầng hoặc trong các bãi ®ỗ xe ngầm thay cho tường bê tông cốt thép. Trong thi c«ng hè mãng CTN, thÐp lµm t-êng cõ b¶o vÖ hè mãng th-êng dïng lo¹i ch÷ I, U, Z. Khi hè mãng n«ng th× cã thÓ dïng lo¹i thÐp lßng m¸ng cã mãc thuËn nghÞch. Khi hè mãng s©u, ¸p lùc ®Êt t¹i ®¸y hè mãng lín th× cã thÓ dïng thÐp èng, thÐp H vµ cäc thÐp cã d¹ng mÆt c¾t tæ hîp kh¸c (cã kh¶ n¨ng chÞu lùc uèn do t¶i träng ngang tèt h¬n). Cã ba lo¹i h×nh d¹ng tiÕt diÖn v¸n cõ thÐp phæ biÕn hiÖn nay lµ v¸n cõ th¼ng, v¸n cõ khum vµ v¸n cõ lacsen (h×nh 3-19). H×nh 3-19: a) GhÐp v¸n cõ: b) V¸n cõ khum; c) V¸n cõ lacsen H×nh . Gi¶i ph¸p thi c«ng hµo chèng b»ng v¸n cõ thÐp
V¨ng gç trßn V¸n ®-êng ®i V¨ng gç V¨ng gç NÒn H×nh 2-24: HÖ thèng gi»ng t¨ng søc khi sö dông cäc dÇm gi÷a. §Ó liªn kÕt vµ gi÷ æn ®Þnh t-êng cõ thÐp cã thÓ sö dông gi»ng, v¨ng hoÆc kÕt cÊu kh¸c (neo). Trªn ®Ønh kÕt cÊu cäc lµm t-êng cõ th-êng bè trÝ dÇm ch¹y suèt chiÒu dµi hè mãng ®Ó t¨ng c-êng kh¶ n¨ng lµm viÖc tæng thÓ cña th©n t-êng hoÆc sö dông dÇm cäc gi÷a ®Ó gi»ng, t¨ng søc cho t-êng b¶o vÖ (h×nh 2-24). C¸c biÖn ph¸p t¨ng æn ®Þnh "bªn trong" cho thµnh hµo kh«ng biÕn d¹ng, kh«ng dÞch chuyÓn khi th¸o dì c¸c hÖ gi»ng, dÇm t¨ng søc chÞu ¶nh h-ëng rÊt lín vµo sù æn ®Þnh cña thµnh hµo. §Ó thùc thi hîp lÝ c¸c c«ng ®o¹n, rót ng¾n thêi gian thi c«ng vµ h¹n chÕ rñi ro ®èi víi c¸c c«ng tr×nh l©n cËn nªn cè g¾ng sö dông c¸c gi¶i ph¸p b¶o vÖ thµnh hµo kh«ng cÇn hÖ dÇm gi»ng t¨ng søc. §iÒu nµy thùc hiÖn ®-îc khi dïng neo (H×nh 2-25). a) b) c) H×nh 3-25: Neo chèt a) Nhê t-êng hay tÊm neo; b) Nhê cäc Ðp; c) B»ng c¸ch khoan phun Ðp vµ kÐo. * Thi c«ng c¾m cäc thÐp
Thi c«ng c¾m cäc thÐp vµo trong ®Êt cã thÓ sö dông c¸c ph-¬ng ph¸p: ®ãng cäc, Ðp tÜnh, rung, v.v.. C¸c ph-¬ng ph¸p nµy cã thÓ ¸p dông riªng rÏ hoÆc kÕt hîp víi nhau. H×nh 2. M¸y Ðp cäc * Rót nhæ cäc thÐp ThiÕt bÞ dïng ®Ó rót cäc cã thÓ b»ng c¸c th¸p ®Æt trªn m¸y xóc kiÓu b¸nh xÝch cã trang bÞ têi, móp ®Ó t¨ng lùc rót lªn 10000kN. Khi rót cäc cõ trong ®iÒu kiÖn ®Êt rêi cã thÓ dïng c¸c thiÕt bÞ rung ®Ó rót cäc. Ngoµi ra, còng cã thÓ sö dông kÝch thuû lùc ®Ó rót cäc trong tr-êng hîp cÇn tr¸nh g©y chÊn ®éng tíi c¸c c«ng tr×nh xung quanh. Lùc rót trong tr-êng hîp nµy h¹n chÕ trong kho¶ng 5000 - 6000 kN. 2.5.1.5. Thi c«ng kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm Nãi chung khi sö dông ph-¬ng ph¸p ®µo hë, kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm th-êng lµ d¹ng khung bªt«ng cèt thÐp h×nh ch÷ nhËt, cã hoÆc kh«ng cã kÕt cÊu chèng ®ì gi÷a (mét nhÞp hay hai nhÞp). KÕt cÊu th-êng ®-îc ®æ t¹i chç, kÕt cÊu b¸n l¾p ghÐp (nÒn vµ t-êng lµ BT ®æ t¹i chç, nãc lµ bªt«ng ®óc s½n) hoÆc ë d¹ng l¾p ghÐp toµn bé. KÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm ®-îc thi c«ng sau khi ®· hoµn thiÖn c«ng t¸c ®µo vµ chèng gi÷ hè mãng ®Õn ®é s©u thiÕt kÕ c«ng tr×nh. §¸y hè mãng sau khi ®-îc lµm ph¼ng vµ ®Çm chÆt sÏ ®-îc ®æ mét líp bª t«ng ®¸ d¨m lãt dÇy 10 - 15cm tr-íc khi thi c«ng l¾p cèp pha vµ ®æ bª t«ng hay l¾p ghÐp c¸c kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm ®óc s½n. a. KÕt cÊu bªt«ng ®æ t¹i chç §Õn nay, nÕu nh- khi x©y dùng tµu ®iÖn ngÇm néi ®« trªn thÕ giíi, kÕt cÊu h×nh ch÷ nhËt ®-îc sö dông chñ yÕu th× khi x©y dùng ®-êng tµu ho¶ ngÇm l¹i hay sö dông c¸c d¹ng kÕt cÊu cã uèn cong, d¹ng yªn ngùa, mâm nh¸i vµ c¸c d¹ng ®Æc biÖt khi thi c«ng trªn khu vùc ngoµi khu d©n c- hoÆc khi cã chiÒu dµy líp phñ lín. Khi c«ng tr×nh ®Æt n«ng th-êng sö dông d¹ng h×nh ch÷ nhËt víi c¸c gãc ®-îc t¨ng c-êng chèng uèn. B»ng c¸ch sö dông kÕt cÊu b¸n l¾p ghÐp víi c¸c tÊm, c¸c dÇm nãc ®óc s½n d¹ng vßm hay bªt«ng dù øng lùc cho phÐp gi¶m bít chiÒu cao nãc. Khi kÕt cÊu kh«ng cã t-êng hay cét chÞu lùc gi÷a khi c«ng tr×nh ®Æt n«ng cã thÓ gi¶m 8 ®Õn 12% kinh phÝ so víi kÕt cÊu hai nhÞp. Còng chÝnh v× vËy kÕt cÊu mét nhÞp th-êng ®-îc sö dông cho tr-êng hîp nµy. C«ng t¸c ®æ bªt«ng cho ®-êng hÇm dµi ®ßi hái hÖ thèng cèp pha di ®éng cho phÇn th©n vµ nãc hîp lÝ, nh- vËy cã thÓ tiÕt kiÖm ®-îc thêi gian l¾p dùng cèp pha, vËt liÖu cèp pha vµ nh©n lùc thi c«ng. Nhê c¸c hÖ cèp pha di ®éng cÊu thµnh tõ thÐp èng
hay thÐp h×nh mµ cã thÓ tiÕn hµnh ®æ bªt«ng cho t-êng vµ nãc ®ång thêi trong mét c«ng ®o¹n. Nãi chung c¸c hÖ cèp pha di ®éng ®ßi hái kh«ng gian thi c«ng kh«ng cã hÖ thèng gi»ng t¨ng søc vµ tiÕt diÖn kÕt cÊu cè ®Þnh mét nhÞp (h×nh 2-27).  V¸n khu«n di ®éng theo ph-¬ng ngang V¸n khu«n di ®éng theo ph-¬ng ngang ®-îc chÕ t¹o cho c¸c kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp cã tiÕt diÖn kh«ng ®æi vµ ch¹y dµi theo ph-¬ng ngang nh- tunnel, ®-êng hÇm m¸i vßm,... V¸n khu«n di ®éng ngang ®-îc chÕ t¹o gåm 2 bé phËn chÝnh: v¸n khu«n mÆt vµ hÖ khung ngang chÞu lùc. - V¸n khu«n mÆt: V¸n khu«n mÆt ®-îc chÕ t¹o b»ng gç hay thÐp vµ ®-îc liªn kÕt víi khung chÞu lùc. a) b) H×nh 2-27: C¸c hÖ thèng cèp pha di ®éng a) Cèp pha cho kÕt cÊu mét khung; b) Cèp pha cho tr-êng hîp b¸n l¾p ghÐp. - Khung chÞu lùc + Mçi khung trong gåm 2 cét biªn (1) vµ cét gi÷a (2). Cét gi÷a cã thÓ thay ®æi ®-îc chiÒu cao mét c¸ch dÔ dµng nhê cã cÊu t¹o kÝch vÝt. C¸c cét ®-îc liªn kÕt víi nhau bëi dÇm d-íi (4), (5) vµ dÇm trªn. + DÇm trªn ®-îc cÊu t¹o gåm 2 ®o¹n vµ nèi víi c¸c cét b»ng liªn kÕt khíp + DÇm d-íi ®-îc cÊu t¹o gåm 3 ®o¹n: 2 ®o¹n biªn liªn kÕt víi ®o¹n gi÷a (4) b»ng bul«ng vµ cã thÓ thay ®æi ®-îc ®é dµi dÇm. §o¹n gi÷a ®-îc g¾n b¸nh xe. DÇm liªn kÕt víi cét biªn qua b¶n nèi (6). + V¸n khu«n ngoµi vµ trong liªn kÕt víi nhau bëi bul«ng gi»ng (16) ®©m xiªn qua g«ng (15). + HÖ thèng khu«ng trong vµ khung ngoµi ®-îc cÊu t¹o cã thÓ thay ®æi ®-îc kÝch th-íc réng, cao trong mét kho¶ng nhÊt ®Þnh nµo ®ã nhê cã lç chê. H×nh 2-28. V¸n khu«n di ®éng ngang a) Giai ®o¹n v¸n khu«n lµm viÖc; b) Giai ®o¹n th¸o dì vµ tr-ît 1- Cét biªn khung trong b»ng thÐp U; 2- Cét gi÷a khung trong b»ng thÐp èng cÊu t¹o thay ®æi ®-îc chiÒu cao b»ng kÝch vÝt; 3- DÇm trªn b»ng thÐp L; 4- DÇm d-íi b»ng thÐp I; 5- DÇm d-íi b»ng thÐp U; 6- B¶n nèi b»ng thÐp tÊm; 7- B¸n khung ngoµi cÊu t¹o b»ng gç hay thÐp h×nh; 8- B¶n nèi b»ng gç hay thÐp h×nh cã cÊu t¹o r·nh; 9- TÊm
®Öm; 10- TÊm khu«n trong; 11- TÊm khu«n ngoµi; 12- ThÐp L liªn kÕt gi÷a c¸c gi»ng; 17- R·nh tr-ît; 18- R·nh; 19- TÊm t«n - L¾p ®Æt: + L¾p dùng hÖ thèng ®-êng ray (13) sau khi ®· ®Þnh vÞ + L¾p dùng khung trong, liªn kÕt c¸c khung trong víi nhau vµ c©n chØnh + L¾p v¸n khu«n mÆt trong + Liªn kÕt v¸n khu«n thµnh mÆt ngoµi víi c¸c b¸n khung ngoµi + L¾p dùng c¸c b¸n khung vµ liªn kÕt c¸c b¸n khung l¹i víi nhau + Liªn kÕt v¸n khu«n ngoµi vµ trong b»ng bul«ng gi»ng vµ g«ng + C©n chØnh, nghiÖm thu Trªn h×nh 2-29 cho thÊy h×nh ¶nh vÒ hÖ cèp pha di ®éng t¹i c«ng tr-êng thi c«ng ®-êng tµu ®iÖn ngÇm Tierpark, Berlin. H×nh 2-29: HÖ cèp pha di ®éng x©y dùng tµu ®iÖn ngÇm. §Ó thi c«ng c¸c kÕt cÊu b¸n l¾p ghÐp víi c¸c tÊm hay dÇm nãc ®óc s½n, th-êng sö dông c¸c m¶ng cèp pha diÖn tÝch lín, dÔ l¾p dùng nh- trªn h×nh 2-30. Bª t«ng ®-îc ®æ vµo sau v¸n khu«n b»ng cÈu hoÆc b»ng b¬m bª t«ng. Lµm chÆt bª t«ng b»ng ®Çm. Bªt«ng cã thÓ vËn chuyÓn b»ng m¸y b¬m bªt«ng hoÆc xe t¶i bªt«ng cho nh÷ng kho¶ng c¸ch lín. §-¬ng nhiªn lùa chän gi¶i ph¸p nµo ph¶i dùa trªn c¬ së ph©n tÝch kinh tÕ. H×nh 2-30: M¶ng cèp pha cho t-êng ®-êng tµu ®iÖn ngÇm. b. KÕt cÊu bªt«ng ®óc s½n C¸c -u ®iÓm cña bªt«ng ®óc s½n còng ®-îc tËn dông ®Ó thiÕt kÕ, thi c«ng c¸c c«ng tr×nh ngÇm, d-íi d¹ng kÕt cÊu l¾p ghÐp mét phÇn hay nhiÒu phÇn. VÝ dô ®-êng tµu ®iÖn ngÇm Hamburg ®· thö nghiÖm sö dông c¸c tÊm bªt«ng dù øng lùc cho phÇn t-êng ngoµi réng 2,4m vµ dµi 4,50m cïng víi c¸c tÊm cã kho¶ng hë cho t-êng gi÷a nh- trªn h×nh 3-31. C¸c tÊm nãc réng 2,4m vµ dµi 4,0m, dµy 20 ®Õn 25cm cã träng l-îng lín nhÊt ®Õn 7 tÊn. V× c¸c gãc kh«ng liªn kÕt cøng, do vËy lµ hÖ tÜnh häc kh«ng æn ®Þnh nªn ph¶i gi»ng chÐo khi l¾p dùng. Sau khi ®· bªt«ng ho¸ c¸c