chương 1 Cầu 1. Trinh bày khái quát về các phương pháp thi công CTN. Trình bày đặc điểm cơ bản của công trình ngầm tiết diện lớn Cầu 3. Phân loại các công trình ngầm.
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. 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. 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. 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.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. Ưu nhược điểm 2. 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. 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.
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. Phương pháp đào hào thành nghiêng 2. 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 bình 28 1 : 1,90 35 1 : 1,45 25 1 : 2,15 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 có rễ cây 40 1 : 1,20 25 1 : 2,25 15 1 : 3,75 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.