Đồ án Thiết kế và tổ chức thi công đường hầm vượt đường bộ tại nút Ngã Tư Vọng

tr­êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i khoa c«ng tr×nh bé m«n cÇu hÇm §å ¸n tèt nghiÖp chuyªn ngµnh §­êng HÇm & Metro ®Ò tµi: thiÕt kÕ vµ tæ chøc thi c«ng ®­êng hÇm v­ît ®­êng bé t¹i nót NG· T¦ VäNG hµ néi 05/2010 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................................ ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... mỤc LỤC LỜI NÓI ĐẦU Ở nước ta hiện nay, tốc độ phát triển của hệ thống giao thông vận tải (GTVT) rất cao. Chủng loại phương tiện cũng ngày càng đa dạng và phong phú hơn. Hệ thống cơ sở vật chất hạ tầng cho giao thông cũng có nhiều thay đổi. Toàn bộ hệ thống đường xá, cầu, cống đã liên tục được nâng cấp, tại các ngã ba, ngã tư, các nút giao thông đã được trang bị hệ thống đèn hiệu dải phân luồng. Nhiều tuyến đường lớn nhỏ tiếp tục được qui hoạch, mở rộng hợp lý, đạt yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng, đảm bảo phục vụ tốt cho các hoạt động lưu thông. Bộ mặt giao thông đã và đang thay đổi từng ngày. Tuy nhiên, quá trình phát triển của GTVTĐT ở nước ta thể hiện nhiều bất cập. Xu thế phát triển hiện nay của toàn bộ hệ thống GTVT chưa cân đối và hợp lý. Điều này có thể thấy rõ ở sự phát triển thiếu hài hoà giữa số lượng và chủng loại của các phương tiện giao thông với hệ thống cơ sở hạ. Hệ thống cơ sở hạ tầng tuy phát triển nhanh và dần dần được hiện đại hoá nhưng không theo kịp với tốc độ phát triển nhanh đến mức không thể kiểm soát nổi của các phương tiện giao thông. Với chính sách mở cửa trong nền kinh tế thị trường sôi động, trong những năm gần đây, số lượng xe cộ, thành phần, chủng loại tăng rất nhanh và rất đa dạng. Phương tiện giao thông cơ giới tư nhân tăng nhanh dẫn đến tình trạng quá tải đến mức báo động gây trở ngại cho quá trình phát triển đất nước. Đặc biệt trong cơ chế thị trường, chính sách mở cửa của Việt Nam và sau khi Việt Nam gia nhạp WTO thì việc thông thương cũng như khách du lịch vào Việt Nam ngày càng phát triển. Tuyến đường xuyên á nằm trong chiến lược phát triển nền kinh tế Việt Nam. Nút giao thông Quang Trung nằm trên đường xuyên Á là một trong những nút giao thông quan trọng. Lưu lượng các phương tiện giao thông rất lớn. Là một nút giao giữa đường cao tốc và đường đô thị, do vậy để đảm bảo giao thông thông suốt đảm bảo tốc độ trên tuyến cao tốc phải xây dựng giao cắt khác mức. Mặt khác tuyến quốc lộ đã có từ trước nên phải bố trí hầm chui hoặc cầu vượt trên tuyến cao tốc vượt qua tuyến quốc lộ. Trước thực trạng giao thông như vậy thì giải pháp khắc phục mang lại hiệu quả về nhiều mặt là xây dựng hệ thống giao thông ngầm.Việc xây dựng hệ thống giao thông ngầm có ý nghĩa rất lớn trong giải quyết vấn đề giao cắt, cho phép sử dụng đất hợp lý, dành quỹ đất để xây dựng nhà ở, công viên, bồn hoa, khu vực cây xanh v.v…Tăng cường vệ sinh môi trường đô thị, giảm ách tắc & tai nạn giao thông, nâng cao khả năng lưu hành của các phương tiện giao thông. Với mục đích như vậy nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp của em được giao là ”Thiết kế và tổ chức thi công hầm vượt đường bộ" với số liệu của nút giao thông Ngã Tư Vọng – TP Hà Nội. Hà Nội, Ngày 20 tháng 05 năm 2010 Sinh viên: Hoàng Đình Tuấn PHẦN I - GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC TUYẾN GIAO CẮT. CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC GIAO CẮT. CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC GIAO CẮT. CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC TUYẾN GIAO CẮT Nút Ngã Tư Vọng là giao cắt giữa đường trục Giải Phóng và đường Trường Chinh thuộc phạm vi của các phường Bách Khoa, Lê Đại Hành thuộc quận Hai Bà Trưng và phường Ngã Tư Vọng thuộc quận Đống Đa. Đây được coi là một trong những cửa ngõ chính vào Thành phố. TUYẾN HIỆN HỮU Tuyến đường Giải Phóng – Lê Duẩn thuộc đường đô thị rộng 42m. Gồm 4 làn xe cơ giới và hai làn xe thô sơ, ở giữa có dải phân cách trung tâm rộng 3m.; có lề đi bộ rộng 3m; bố trí giao cắt với đường Trường Chinh. Tình trạng khai thác tốt. Tuyến đường Trường Chinh cũng là đường nội thành, rộng 21m. Lòng đường rộng 15m được chia làm hai chiều. Không có sự phân biệt rõ ràng giữa làn xe thô sơ và làn xe cơ giới, đường có giải phân cách mềm ở giữa. Đường thường xuyên tắc nghẽn giao thông. Kết quả phân tích năng lực thông hành Z cho thấy hầu hết các hướng vào nút, hệ số Z đều >1 ( vượt quá trị số cho phép là 0,85 ), vì vậy ùn tắc giao thông rất dễ xảy ra. Dòng xe chạy thẳng lớn, dòng xe rẽ trái lớn, số lượng các điểm xung đột nhiều Dòng xe vào nút gây ra tình trạng giao thông lộn xộn cản trở lưu thông của các dòng xe khác, tăng số lượng các điểm xung đột. Tuyến đường sắt chạy song song với đường Lê Duẩn - Giải Phóng gây ảnh hưởng lớn đến lưu thông qua nút, đặc biệt là khi có tầu chạy qua. Đây là một trong những nguyên nhân chính gây ùn tắc. TUYẾN THIẾT KẾ Là tuyến đường chạy dọc theo đường Trường Chinh – Đại La. Đường gồm 4 làn xe bể rộng mỗi làn là 3,5m; và 2 làn xe thô sơ chạy song song rộng 3,5m; giải phân cách giữa là 1,8m, không có lề đi bộ, tổng bề rộng toàn bộ là 20,7m. Tốc độ thiết kế là 60km/h. LƯ LƯỢNG VÀ DỰ BÁO GIAO THÔNG QUA NÚT Trong dự án quy hoạch tổng thể giao thông TP Hà Nội, tổ chức JICA - Nhật Bản có đưa ra kết quả điều tra lưu lượng xe năm 1999 và dự báo đến năm 2015 tại nút Ngã Tư Vọng như sau: Bảng 2: Kết quả điều tra lưu lượng xe năm 1999 và dự báo năm 2015 tại nút Ngã Tư Vọng Tên nút Số lượng xe- đường 1999 2015 Ô tô các loại Xe máy Xe đạp Xe qui đổi Ô tô các loại Xe máy Xe đạp Xe qui đổi 1 Giải Phóng 628 7478 4961 5855 1070 14166 8676 12745 2 Trường Chinh 356 6666 3950 4874 1749 7804 5421 8908 Tổng cộng 984 14144 8911 10729 2819 21970 14097 21653 Theo các số liệu đặc trưng nhất về lưu lượng hiện tại theo số liệu khảo sát của công ty Tư vấn Đầu Tư Xây Dựng GTCC Hà Nội tháng 3-1999. Tổng số xe con qui đổi là 10998xe/1giờ cao điểm Hướng chạy nhiều nhất là hướng chạy thẳng đường Giải Phóng là 5855 xe, chiếm 30% tổng lượng xe qua nút. Nếu phân tích cho từng loại xe thì 2 hướng chạy thẳng trên trục đường Giải Phóng - Lê Duẩn và Ngã Tư Vọng - Trung Tự đều chiếm tỷ lệ cao. Từ những phân tích trên ta thấy cần phải xây dựng nút giao thông khác mức. Đây là căn cứ để đưa ra phương án chọn. CHƯƠNG IIĐẶC ĐIỂM KHU VỰC GIAO CẮT. ĐẶC ĐIỂM, ĐIỀU KIỆN KINH TẾ, Xà HỘI Dự kiến cả năm 2009, tổng sản phẩm nội địa tăng 6,67% so với năm 2008, trong đó ngành công nghiệp tăng 6,85%, các ngành dịch vụ tăng 7,43%, ngành nông, lâm, thuỷ sản tăng 0,08%. So năm 2008, dự kiến giá trị sản xuất công nghiệp năm nay trên địa bàn tăng 9,4% , giá trị sản xuất công nghiệp Nhà nước Trung ương tăng 5,5%, giá trị sản xuất công nghiệp Nhà nước địa phương tăng 8,3%, giá trị sản xuất công nghiệp ngoài Nhà nước tăng 11,9%, giá trị sản xuất công nghiệp khu vực có vốn đầu tư nước ngoài tăng 9,4%. Vốn đầu tư phát triển 12 tháng năm 2009 đạt 23.635,7 tỷ đồng, tăng 7,2% so với cùng kỳ; bằng 83,8% so với kế hoạch năm. Trong đó: Vốn ngân sách Nhà nước đạt 10.546,9 tỷ đồng, tăng 22,4%; vốn tín dụng đầu tư của Nhà nước bằng 83,9%; vốn tự có của doanh nghiệp Nhà nước đạt 3.910,5 tỷ đồng, bằng 75,2%. Huy động vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài năm 2009, Hà Nội thu hút được 340 dự án, với vốn đầu tư đăng ký khoảng 500 triệu USD. Vốn đầu tư thực hiện năm 2009 dự kiến đạt 650 triệu USD. Vốn đầu tư xã hội năm 2009 là 147.814 tỷ đồng, tăng 18,2%. Tổng thu ngân sách trên địa bàn dự kiến cả năm 2009 đạt 73.500 tỷ đồng, vượt 4,2% dự toán năm, tăng 1,5% so năm 2008, trong đó thu nội địa là 61.300 tỷ đồng, vượt 7,3% dự toán, tăng 0,6%. Tổng chi ngân sách địa phương năm 2009 là 28.736 tỷ đồng, vượt 17,3% dự toán, giảm 9%, trong đó chi thường xuyên là 12.597 tỷ đồng, vượt 20,7% dự toán, tăng 26,5%; chi xây dựng cơ bản là 13.125,5 tỷ đồng, vượt 15% dự toán, tăng 38,2%. Tổng nguồn vốn huy động đến hết tháng Mười hai năm 2009 là 591.152 tỷ đồng, tăng 27,98% so cùng kỳ năm trước, trong đó tiền gửi tiết kiệm tăng 2,10% và 38,23%, tiền gửi thanh toán tăng 1,5% và 19,28%. Tổng dư nợ cho vay đến cuối tháng Mười hai năm 2009 đạt 368.710 tỷ đồng, tăng 38,9% so cùng kỳ năm trước, trong đó dư nợ ngắn hạn tăng 2,64% và 38,27%, dư nợ trung và dài hạn tăng 1,06% và 39,79%. Tổng mức và doanh thu dịch vụ tiêu dùng xã hội năm nay dự kiến tăng 13,6% so với năm 2008, trong đó tổng mức bán lẻ tăng 19,9%. Năm 2009 kim ngạch xuất khẩu trên địa bàn Hà Nội dự kiến giảm 7,8% so với năm trước, Kim ngạch nhập khẩu giảm 17,4%. Dự kiến, khách Quốc tế đến Hà Nội cả năm là 1029 ngàn lượt khách, giảm 11,7% so cùng kỳ năm 2008; khách nội địa là 6718 ngàn lượt khách, tăng 1,8%; doanh thu khách sạn lữ hành giảm 2,8%. So với năm 2008, khối lượng hàng hoá vận chuyển năm nay dự kiến giảm 3,2%; khối lượng hàng hoá luân chuyển giảm 0,5%; doanh thu vận chuyển hàng hoá tăng 12%; khối lượng hành khách vận chuyển tăng 19,5%; khối lượng hành khách luân chuyển tăng 19,6%; doanh thu vận chuyển hành khách tăng 20,6%. Năm 2009, có 232,1 nghìn thuê bao điện thoại thu cước tăng thêm, 69,1 nghìn thuê bao cố định, 97,9 nghìn thuê bao Internet phát triển mới. Doanh thu bưu chính viễn thông tăng 13,9% so năm trước. Dự kiến chỉ số giá tiêu dùng 12 tháng năm 2009 so 12 tháng năm 2008 tăng 8,22%, chỉ số giá vàng tăng 21,05%, chỉ số giá Đôla Mỹ tăng 9,75%. Tại thời điểm điều tra Tổng ĐTDS & nhà ở 01/4/2009, dân số Hà Nội có 6448,9 ngàn người chiếm 7,51% so cả nước, trong đó: thành thị 2632,1 ngàn người, chiếm 40,8% tổng số dân, nông thôn 3816,8 ngàn người, chiếm 59,2%; có 3272,7 ngàn nữ, tỷ số giới tính là 97 nam/100 nữ. Mật độ dân số là 1.926 người/km2. Tỷ lệ tăng dân số bình quân/năm trong 10 năm là 2%. Ước tính năm 2009 toàn Thành phố đã giải quyết được việc làm cho 128.000 lao động, đạt 101,6% kế hoạch với tổng số vốn vay từ quỹ giải quyết việc làm Quốc gia khoảng 274 tỷ đồng cho 3.100 dự án, tạo việc làm cho khoảng 20.000 lao động. Theo kết quả điều tra LĐVL 01/9/2009  tỷ lệ thất nghiệp của toàn Thành phố là 3,24%, tỷ lệ lao động thiếu việc làm là 2,7%. Cộng dồn 11 tháng, toàn Thành phố  xảy ra 844 vụ tai nạn giao thông, giảm 17% so cùng kỳ, làm chết 713 người, tăng 12% và làm bị thương 272 người, giảm 61%. Số vụ cháy nổ trong 11 tháng năm 2009 đã tăng lên gần 2 lần so với cùng kỳ năm trước, có 272 vụ với số người bị thương là 40 người và số người chết là 7 người./. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH Địa hình Thành phố Hà nội chủ yếu là đồng bằng đồng bằng. Khu vực nút giao Ngã Tư Vọng có địa hình khá bằng phẳng, chênh cao nhỏ, mặt bằng công trường khá hẹp. Nút giao thông Ngã Tư Vọng nằm trên địa bàn quận Thanh Xuân – Thành phố Hà Nội. Đây là địa bàn trung tâm, gần nhiều khu công sở như: Bệnh viện Bạch Mai, đại học Bách Khoa, đại học Xây Dựng, đại học Kinh Tế Quốc Dân… và là giao của các tuyến đường quan trọng của Thành phố. TÌNH TRẠNG GIAO THÔNG Các dòng xe lưu thông trên đường gồm: tàu hỏa, xe ô tô, xe máy và ve đạp. Hệ thống điều tiết giao thông là đèn tín hiệu, biển chỉ dẫn, vạch sơn. Nút giao thông Ngã Tư Vọng có một cầu vượt, một tuyến đướng sắt. Hiện trạng các đường dẫn vào nút như sau: + Hướng Nam - Bắc: Là đường Giải Phóng, đường 2 chiều, mỗi chiều 2 làn cho xe cơ giới và 1 làn cho xe thô sơ, bề rộng lòng đường khoảng 40m. Đặc biệt dọc theo tuyến này có đường sắt Bắc Nam khổ 1000 chạy qua. Tuyến này có lưu lượng xe lớn thông qua do đây là đầu mối của các xe từ phía Nam vào thành phố và có tuyến đường sắt. Do đó dọc theo tuyến này thường xuyên xảy xa ách tắc trong giờ cao điểm mặc dù đã có cầu vượt. + Hướng Đông - Tây: Là đường Trường Chinh, cũng là đường hai chiều, mỗi chiều có hai làn cho xe cơ giới rộng 4m và một làn cho xe thô sơ rộng 2m, chiều rộng toàn đường là khoảng 20m. Đây cùng là tuyến quan trọng của thành phố, có đường sát cắt ngang nên cũng thường xảy ra ách tắc vào giờ cao điểm. Tình trạng xung đột: các điểm xung đột ở đây khá phức tạp do các xe trên đường có nhu cầu rẽ là khá nhiều. Kết quả phân tích năng lực thông hành Z cho thấy hai hướng vào nút có hệ số Z đều >1 (vượt quá trị số cho phép là 0,85). Nhu cầu đi bộ qua khu vực nút là khá lớn, yêu cầu bức thiết hiện nay là xây dựng một đường dành riêng cho người đi bộ và xe đạp. THỰC TRẠNG CÁC CÔNG TRÌNH CƠ SỞ HẠ TẦNG - Hệ thống đường bộ: Đây là hệ thống giao thông quan nhất trọng của Thành phố. Hệ thống đường bộ dày đặc nhưng do sự gia tăng dân số nhanh và qui hoạch chưa hợp lý nên chưa đáp ứng được yêu cầu. Thành phố đã, đang và sẽ triển khai nhiều dự án giao thông quan trọng như: đường cao tốc Láng – Hòa Lạc, hệ thống hầm vượt (bao gồm cả cho xe cơ giới và xe đạp, đi bộ), hệ thống cầu vượt (cả cầu vượt cho xe cơ giới và cho người đi bộ), mở mới và nâng cấp nhiều tuyến đường. - Hệ thống đường thủy: Thành phố có sông Hồng chảy qua nên đường thủy cũng là hình thức giao thông khá quan trọng. Tuy vậy, cơ sở hạ tầng chưa phát triển, chưa đáp ứng nhu cầu nên chua tạo ra thế mạnh cho thành phố. - Hệ thống đường sắt: Là Thủ đô của cả nước và trung tâm kinh tế lớn nên Hà Nội là đầu mối của nhiều tuyến đường sắt quan trọng. Tuy nhiên hệ thống đường ray là tương đối cũ, không đáp úng nhu cầu vận chuyển của hiện tại. Vì thế Nhà nước ta đang có kế hoạch xây dựng đường sắt cao tốc Bắc-Nam, với kinh phí dự kiến lên tới hơn 32 tỷ USD. - Hệ thống tàu điện ngầm: Do mật độ giao thông nội thị cao nên việc xây dựng các tuyến tàu điện ngầm và đường sắt trên cao đang được Thành phố quan tâm, một số tuyến đang được xúc tiến như: tuyến ga Hà Nội – Nhổn, ga Hàng Cỏ - Hà Đông… được các đối tác nước ngoài như (Nhật, Pháp…) đệ trình phương án đầu tư. - Đường hàng không: Thành phố có sân bay quốc tế Nội Bài là sân bay lớn của Việt Nam. Đây là sân bay có nhiều đường bay quan trọng đến các điểm trên thế giới. Hiện sân bay này đang được mở rộng thêm để đáp ứng yêu cầu mới. - Xung quanh khu vực nút nhiều nhà cao tầng và nhiều công trình công cộng như: bệnh viện, đại học, cầu vượt… CHƯƠNG IIINGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC GIAO CẮT. MÔ TẢ ĐỊA CHẤT KHU VỰC HẦM Địa chất khu vực Địa chất quanh nút tương đối ổn định. Địa chất được xác định thông qua kết quả khoan khảo sát của lỗ khoan và tham khảo bản đồ địa chất Hà Nội: Lỗ khoan tại nút Ngã Tư Vọng có: Lớp đất đổ nền, lớp sét dẻo, lớp sét pha cát, cát xám hạt trung, cát hạt thô, sỏi cuội lẫn cát thô. Lỗ khoan địa chất tại khu vực nút Ngã Tư Vọng Từ bản đồ chia khu địa chất công trình lãnh thổ Hà Nội theo mức độ thuận tiện cho xây dựng công trình ngầm, thì khu vực nút giao thông Ngã Tư Vọng nằm trong khu vực B – khá thuận tiện cho việc xây dựng các công trình ngầm. Khu này bao gồm các diện tích phân bố dạng nền đồng nhất. Khi khảo sát xây dựng, công tác thu thập các tài liệu địa chất công trình đã có là rất quan trọng. Các khảo sát phụ thêm chỉ nhằm kiểm tra các số liệu hiện có và bổ sung thêm các đặc tính địa chất công trình liên quan đến thiết kế. Khu này đặc biệt thuận tiện cho việc áp dụng phương pháp đào hở, thành hố đào ổn định ở độ sâu đào lớn. Không có mặt nước ngầm, vấn đề chỉ là thoát nước mặt trong điều kiện thời tiết bất lợi. Bảng 1: Các chỉ tiêu cơ lí của đất khu vực xây dựng hầm Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Sét dẻo Sét pha Cát pha Thành phần hạt [%]-Sỏi, sạn >2mm 2,7 - Cát (2 - 0,05mm) 18,2 26,3 85,9 - Bụi (0,05 - 0,005mm) 41,9 48,3 14,4 - Sét(<0,005mm) 39,9 25,4 2 Độ ẩm [%] 45,2 36,6 Khối kượng thể tích [g/cm3] 1,68 1,81 16,7 Khối lượng thể tích cốt đất [g/cm3] 1,16 1,32 Khối lượng riêng [g/cm3] 1,76 2,01 1,92 Hệ số lỗ rỗng 1,31 1,057 Giới hạn chảy [%] 50,6 39,1 Giới hạn dẻo [%] 29,0 26,2 Chỉ số dẻo [%] 21,6 12,9 Độ sệt 0,75 0,81 Góc nghỉ-Khi khô 31 -Khi ướt 19 Lực dính kết C [kN/m2 ] 15,3 15,7 10 Góc ma sát trong [độ] 26 26 30 Hệ số nén lún a1-2 [m2/kN].10-2 0,06 0,058 Độ bền nén (sức chịu tải) kN/m2 1100 12000 57000 Khí hậu Theo kết quả nghiên cứu lập bản đồ ĐCCT - ĐCTV thành phố Hà Nội tỷ lệ 1:50000 của Đoàn 64, Liên đoàn II địa chất thủy văn, thì yếu tố quan trọng nhất gây ra những ảnh hưởng trực tiếp đến xây dựng các công trình ngầm là chiều sâu mực nước dưới đất. Tính thấm, độ giàu nước của khối đất đá, cũng như sự biến đổi động thái của nước dưới đất (kể cả các tầng chứa nước ngầm sâu hơn) làm cho hoạt động của nền đất trở nên rất phức tạp. Trong điều kiện động thái tự nhiên chưa bị phá huỷ, chiều sâu mực nước dưới đất nhỏ hơn 2m ở các giải ven sông ngòi, nhỏ hơn 2 - 5 m trên đồng bằng và 5 - 10m trên các sườn đồi núi thấp. Khi tính toán thiết kế, thi công ta không xét đến nước ngầm tác dụng vào công trình mà chỉ quan tâm đến việc thoát nước mặt cho công trình. Vào mùa khô khí hậu tương đối tốt có nhiều thuận lợi cho việc xây dựng các công trình hạ tầng cơ sở. Trên cơ sở đó ta chọn thời điểm thi công vào mùa này Thuỷ văn: Đặc điểm chiều sâu mực nước dưới đất: Theo kết quả nghiên cứu lập bản đồ ĐCCT - ĐCTV thành phố Hà Nội tỷ lệ 1:50000 của Đoàn 64, Liên đoàn II địa chất thủy văn, thì yếu tố quan trọng nhất gây ra những ảnh hưởng trực tiếp đến xây dựng các công trình ngầm là chiều sâu mực nước dưới đất. Tính thấm, độ giàu nước của khối đất đá, cũng như sự biến đổi động thái của nước dưới đất (kể cả các tầng chứa nước ngầm sâu hơn) làm cho hoạt động của nền đất trở nên rất phức tạp. Trong điều kiện động thái tự nhiên chưa bị phá huỷ, chiều sâu mực nước dưới đất nhỏ hơn 2m ở các giải ven sông ngòi, nhỏ hơn 2 - 5 m trên đồng bằng và 5 - 10m trên các sườn đồi núi thấp. Nút giao thông Ngã Tư Vọng nằm ở khu vực có mực nước ngầm khá nông, nằm cách mặt đất 2,5m. Vì vậy cần chú ý đến mực nước ngầm khi thiết kế và thi công công trình ngầm tại đây. DỰ KIẾN CẤU TẠO KẾT CẤU VÀ BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG Với phân tích địa chất như trên em chọn phương pháp thi công đào hở toàn bộ kết cầu vỏ hầm đổ toàn khối tại chỗ. PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ PHƯƠNG ÁN I - THẾT KẾ HẦM CHUI VƯỢT QUA NÚT I: THIẾT KẾ NÚT GIAO CẮT II: KẾT CẤU HẦM VƯỢT III: KẾT CẤU ĐƯỜNG DẪN HAI PHÍA HẦM VƯỢT IV: KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TRONG HẦM V: HỆ THỐNG PHÒNG NƯỚC VÀ THOÁT NƯỚC TRONG HẦM VI: THÔNG GIÓ VÀ CHIẾU SÁNG TRONG HẦM VII: HỆ THỐNG BIỆN BÁO TÍN HIỆU TRONG HẦM VIII: CÁC HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT KHÁC CẮT QUA NÚT GIAO IX: BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO X: NHỮNG KHỐI LƯỢNG THI CÔNG CHÍNH. THIẾT KẾ NÚT GIAO CẮT BÌNH ĐỒ BỐ TRÍ NÚT GIAO Hình thức giao cắt nút giao là giao cắt khác mức Các hướng tuyến chính: hướng Lê Duẩn – Giải Phóng là hướng đường đô thị xuyên tâm. Các nhánh rẽ: Các nhánh rẽ là 1 làn xe các tuyến rẽ trái được bố trí khi ra khỏi đường dẫn và rẽ theo đường vòng để rẽ. + Các yếu tố đường cong: bán kính đường cong lấy theo tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054-2005. + Tầm nhìn: Hình 3: Sơ đồ tầm nhìn 1 chiều Tầm nhìn 1 chiều được xác định theo công thức: Trong đó: lo: Đoạn dự trữ, lấy lo = 10m K: Hệ số sử dụng phanh, K = 1,3 V: Vận tốc thiết kế, V = 60km/h j: Hệ số bám dọc của đường , trong điều kiện bình thường j = 0.5 Thay số vào ta được: < 75 m Chọn S1 = 75m Đoạn hầm này không phải tính toán tầm nhìn ngang bởi vì đây là đường 1 chiều và không có tuyến cắt qua. TRẮC DỌC NÚT GIAO Xác định cấp hạng kĩ thuật của tuyến Qua số liệu khảo sát xe qua nút giao thông Ngã Tư Vọng, 2 hướng Trường Chinh – Đại La có lưu lượng xe con qui đổi hiện tại là N = 4182 +4961 = 9143xe/ngày đêm Do đó, lưu lượng xe trên mỗi làn là 9143/6 = 1523xe/ngày đêm Trong tương lai đến năm 2020 lưu lượng xe qua tuyến này còn tăng lên đến: 7412 + 12166 = 19574xe/ngày đêm. Tương đương với mỗi làn là 3263xe/ngày đêm. Xác định tiêu chuẩn kĩ thuật cơ bản của tuyến: Với cấp hạng kỹ thuật trên ta xác định được các đặc trưng của tuyến là: Cường độ xe chạy tính toán ở năm tương lai là 19574xe/ngày đêm. Tốc độ thiết kế là: v = 120Km/h Thành phần dòng xe như đã trình bày ở phần 1/ chương 1. Là đường cao tốc loại A cấp 120 Từ những đặc trưng này ta tiến hành xác định các chỉ tiêu kĩ thuật cơ bản của tuyến: Trắc dọc tuyến đường hầm: Xác định những điểm khống chế: Xác định vị trí đặt hầm: Hầm có chiều dài 70m, chiều rộng 20,7m được bố trí trên trục đường Trường Chinh – Đại La. Do đó lấy tim của đường Trường Chinh và tim đường Đại La làm tim hầm. Ngoài ra lấy vị trí đặt cửa hầm cách tim đường hầm một khoảng là 270m về phía Trường Chinh và 260m về phía Đại La. Ta có thể dễ dàng xác định được các điểm khống chế của tuyến bằng các cọc 20m bắt đầu từ vị trí đặt cửa hầm. Các điểm khống chế này được ghi chi tiết ở bản vẽ trắc dọc kĩ thuật tuyến Việc thiết kế trắc dọc tuyến được trình bày chi tiết trên bản vẽ trắc dọc kĩ thuật. Xác định bán kính đường cong đứng: Bán kính đường cong đứng được xác định theo tiêu chuẩn xây dựng đường ôtô. Từ cơ sở trên ta chọn bán kính đường cong đứng của đường hầm như sau: Đường hầm ôtô gồm có hai đường cong lồi và một đường cong lõm. Các thông số của đường cong đứng được ghi trong bảng: Bảng 8: Các thông số của đường cong đứng STT Đường cong Bán kính R(m) Tiếp tuyến T(m) Tiêu cự P(m) 1 Đường cong 1 (KM00+340) 1500 76,48 0,97 2 Đường cong 2 (KM0+780) 2000 67,48 0,76 3 Đường cong 3 (KM0+550) 1000 19,99 0,2 Độ dốc dọc lớn nhất: Độ dốc dọc lớn nhất phải xác định theo 2 điều kiện sau: Sức kéo phải lớn hơn tổng lực cản của đường: imax = D – f Sức kéo nhỏ hơn sức bám giữa bánh xe và mặt đường: imax = D’ – f ; D’ = (Gk – Pw)/G Trong đó: f: Hệ số sức cản lăn, tuỳ theo từng loại đường D: Nhân tố động lực của xe D’: Nhân tố động lực xác định theo độ nhám của bánh xe Gk: Trọng lượng trục bánh xe chủ động Các độ dốc dọc lớn nhất imax được xác định cho các loại xe và được lập vào bảng sau: Bảng 9: Các giá trị của các đặc trưng Loại xe D D’ Gk G Pw imax i’max Xe con 0,03 0,131 1050 2000 0,161 0,175 0,1085 Xe tải nhẹ 0,04 0,15 3210 5350 0,281 0,175 0,1275 Xe tải trung 0,026 0,175 5688 5125 0,365 0,035 0,1525 Xe buýt 0,026 0,175 5688 8125 0,365 0,035 0,1525 Từ các giá trị độ dốc tính toán cho các loại xe ở bảng ta có thể xác định được độ dốc dọc tối đa là imax = 0,035 = 3,5%, với đường hầm độ dốc này phải chiết giảm 10%. Chọn độ dốc dọc trong hầm là 0% (do hầm ngắn nên việc thoát nước theo phương dọc là không cần thiết mà thoát nước theo độ dốc ngang) Đường cong nằm tối thiểu: Tuyến được vạch dựa trên đường có sẵn nên bán kính đường cong nằm đã được định sẵn. Với đường cong này ta không cần phải bố trí siêu cao vì bán kính đường cong nằm khá lớn, R = 3000m > Rmin (không cần bố trí siêu cao) Với Xác định bán kính đường cong đứng: Tính toán đường cong đứng lõm để hạn chế lực ly tâm và đảm bảo tầm nhìn ban đêm Để xác định đường cong đứng lõm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm ta dựa vào sơ đồ chiếu sáng sau: Hình 4: Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lõm Ta có: Trong đó: S1 = 45,68m; Hp = 0,75m (xe con) ; a = 1o , thay vào công thức ta được: R = 674,32m Mặt khác, bán kính đường congđứng lõm đã chọn phải đảm bảo lớn hơn bán kính đường cong đứng tối thiểu hạn chế lực ly tâm tác dụng lên mặt đường: R = V2/6,5 = 553,85m KẾT CẤU HẦM VƯỢT KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC Khổ giới hạn Trong thiết kế tôt nghiệp này em thiết kế hầm vượt đường bộ vì vậy kích thước hình học của hầm vượt được xác định theo tiêu chuẩn thiết kế đường phố, đường quảng trường đô thị. Kích thước như sau: Hình 5 Khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc hầm. Khổ giới hạn kiến trúc trong hầm cho loại đường hai chiều, có giải phân cách giữa là dạng tường ngăn hoặc hàng cột ngăn có kích thước như bảng sau: Bản 10 Các đặc trưng của hầm vượt. Kích thước Hai làn Ba làn B (mm) 7500 11250 H (mm) 5000 5000 C (mm) 1200 1200 Chiều rộng B mặt xe chạy theo một hướng xe phụ thược vào số lượng làn xe trong mỗi hướng. Mỗi hướng xe chạy bố trí một lề công vụ rộng 750mm, chiều cao cách mặt xe chạy 400mm. Chiều rộng dải phân cách C đảm bảo mỗi phía bằng chiều rộng của tường hoặc cột cộng với 400mm nhưng C 1200. Độ dốc ngang của mặt xe chạy 1,5% dốc về hai phía rãnh bố trí ở hai bên đường hầm. Trên cơ sở đó ta dựng khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc hầm như sau: Đường hầm dùng cho đường ôtô với khổ đường rộng gồm sáu làn xe ôtô và lề công vụ là 750mm. Hình 6 Khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc hầm. Khuôn hầm Vỏ hầm tiết diện hình hộp đổ tại chỗ, áp dụng biện pháp thi công đào lộ thiên. Để bố trí các thiết bị như: chiếu sáng, tránh sai số trong thi công, các hầm vượt đường bộ thường có chiều dài ngắn 70m nên không cần bố trí thông gió, vậy các khoảng cách lấy như sau: + Nóc hầm: Từ khổ giới hạn lấy lên một khoảng 250 700mm, ở đây không bố trí thông gió nên em chọn = 500mm. + Hai bên: Đối với đường ôtô từ khổ giới hạn lấy ra một khoảng = 250mm. Hình 7 Xác định các điểm giới hạn tĩnh không trong hầm KẾT CẤU VỎ HẦM Hầm vượt đường có độ sâu bằng chiều dày của kết cấu trần hầm cộng với chiều dày lớp phủ và chiều cao tĩnh không trong hầm. Chiều dày lớp phủ lấy ở vị trí mép đường xe chạy bên trên, bao gồm lớp bê tông tạo phẳng, lớp chống thấm, lớp bê tông bảo vệ và lớp bê tông nhựa. Chiều dày của trần hầm phụ thuộc vào khoảng cách giữa mặt tường bên và mặt tường ngăn (L), lấy bằng ()L. Trên cơ sở phân tích ở trên, chọn: Vỏ hầm tiết diện hình hộp đổ tại chỗ, áp dụng biện pháp thi công đào lộ thiên. + Chiều dày nóc dn = ()L vơi L = 9400 (mm) Suy ra dn = ()9400 = 470 940 mm Trên cơ sở tính toán trên em chon sơ bộ: dn = 700mm + Tường bên: thông thường chọn từ: 0,3 0,8 m (Giáo trình công trình ngầm giao thông đô thị của Makôpsky trang 93). Ta chọn sơ bộ dt = 700mm. + Do khẩu độ tấm nắp lớn nên trong hộp phải bổ sung theo một tường ngăn chia hộp ra làm hai. Bức tường này chỉ chịu nén nên chiều dày chỉ bằng một nửa tường ở hai bên vách hầm. Chọn sơ bộ chiều dày tường giữa 500mm. + Đáy hầm thường chọn chiều dày từ: 0,4 0,8 m (Giáo trình công trình ngầm giao thông đô thị của Makôpsky trang 93). Em chọn sơ bộ dd = 600mm. Hình 8 Kết cấu vỏ hầm Khi thi công ta tíên hành thi công đáy, hai tường bên, tường giữa có cốt thép chờ ở tường sau đó thi công nắp hầm và xử lý mối nối. Khi tính toán vẫn tính theo kết cấu toàn khối. Xét bải toán móng nông như sau: sau khi chuyển tải trọng về trọng tâm móng ta được các giá trị như sau: Hình 17: Móng đáy hầm *Tính ứng suất dưới đáy móng: - Tính ứng suất nén lớn nhất smax = 204,61kN/m2 - Tính ứng suất nén nhỏ nhất: smin = 196,63 kN/m2 * Kiểm tra ứng suất đáy móng a) Sức chịu tải của nền đất dưới đáy móng: Rtt= 1,2{ R'[1 + k1(b-2)] + k2gtb(h - 3)} Rtt=1,2´ { 1´ [1 + 0,02(2-2)] +0,15´ 1,67´ (9- 3)} Rtt=3,00g/cm2= 300kN/ m2 Trong đó: R': Cường độ giới hạn của đất nền ( Bảng 7,5 tr403 - Chương VII- Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông đường bộ 22TCN 18-79- NXB GTVT ). Với đất là đất sét có hệ số rỗng e = 0,856, hệ số độ sệt IL>0,6, độ ẩm W= 29,6 >20, tra bảng nội suy ta có:R=1kg/cm2 k1 = 0,02 (m-1): Hệ số (bảng 7,8 tr404- Chương VII- Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông đường bộ 22TCN 18-79- NXB GTVT) k2 = 0,15: Hệ số (bảng 7,8 tr404- Chương VII- Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông đường bộ 22TCN 18-79- NXB GTVT) b =1 <2 lấy b =2 m: Bề rộng móng h=9m: chiều sâu chôn móng. b) Điều kiện kiểm toán Thay số vào ta có: Đạt Vậy không cần sử dụng móng cọc hay móng khối. Chỉ dùng đáy vỏ hầm có chiều dày 0,8m là đủ. KẾT CẤU CỬA HẦM Đây là hầm vượt nằm trong dô thị do vậy cửa hầm phải được thiết kế là một công trình phải đảm bảo các tiêu chuẩn kiến trúc. KẾT CẤU ĐƯỜNG DẪN HAI PHÍA CỬA HẦM. ĐƯỜNG DẪN PHÍA CỬA A (PHÍA ĐÔNG) Đường dẫn phía Đông có độ dốc 4%, vị trí cửa hầm là KM0+100 kết thúc đường dẫn là KM0+360, tổng chiều dài là 260m. Chiều cao của tường chắn từ 8,3m đến 0m. Hình 19: Kết cấu hầm dẫn Đường dẫn gồm có 6 là xe, giải phân cách giữa là 3m. ĐƯỜNG DẪN PHÍA CỬA B (PHÍA TÂY) Đường dẫn phía Đông có độ dốc 4%, vị trí cửa hầm là KM0+430 kết thúc đường dẫn là KM0+700, tổng chiều dài là 270m. Chiều cao của tường chắn từ 8,3m đến 0m. KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TRONG HẦM HÌNH THỨC BỐ TRÍ MẶT XE CHẠY TRONG HẦM Xe chạy trong hầm gồm có 4 làn xe, tốc độ xe chạy trong hầm là 60km/h. Hầm nằm trên đường thẳng, độ dốc dọc là 0,6% phục vụ việc thoát nước, độ dốc ngang là 1,5%. CẤU TẠO CÁC LỚP MẶT ĐƯỜNG + Lớp bê tông nhựa dày 40 70mm, chọn dày 70mm, + Lớp bê tông tạo phẳng (lớp mui luyện) dày 10 40mm, em chọn dày 40mm, + Giữa hai làn có giải phân cách mềm bằng sơn rộng 250mm. Hình 20 Cấu tạo mặt đường xe chạy HỆ THỐNG PHÒNG NƯỚC VÀ THOÁT NƯỚC TRONG HẦM BIỆN PHÁP PHÒNG NƯỚC Toàn bộ hệ thống hâm kín và hầm dẫn được bọc 1 lớp chống thấm, đảm bảo kết cấu không bị thấm nước trong quá trình khai thác. Kết cấu chống thấm được chia làm ba phần: phần đáy hầm; phần tường và đỉnh của hầm. Quy trình chống thấm cho bề mặt BT hầm như sau: Làm sạch và khô bề mặt BT hầm Sơn hỗn hợp phụ gia chông thấm lên bề mặt BT Sau 4h-5h, Sơn hỗn hợp phụ gia chống thấm lên bề mặt BT lần thứ hai và dán phủ bề mặt bằng lớp PVC dày 2mm. Để một ngày sau thi công lớp BT bảo vệ./. Qui trình chống thấm cho đáy hầm như sau: Sau khi thi công xong móng và lớp tạo phẳng của móng hầm, ta dùng loại chống thấm PVC trải xuống dưới đáy hầm và thực hiện đổ BT lên trên. Sau khi hoàn thiện công tác dán màng chống thấm, toàn bộ đường hầm được bọc một bê tông bảo vệ dày 5cm. Phần các tầng ngầm dưới đất của hệ thống trạm bơm cùng hệ thống trạm bơm được chống thấm bằng loại màng chống thấm có đặc tính kĩ thuật tối thiểu tương đương BITUTHEN 3000 của hãng Grace, bên ngoài màng chống thấm được bọc một lớp xốp (Polystyrene Foam) đảm bảo cho màng chống thấm không bị phá hoại trong quá trình lấp đất. Giữa các đốt hầm kín, hầm dẫn đổ tại chỗ bố trí khe co giãn rộng 2cm. Mối nối gồm hai phần: Thanh F32 liên kết giữa các đốt hầm: tại khe giãn nở bố trí các thanh F32, bước a = 300mm chạy dọc theo chu vi mặt cắt. Thanh F32 một đầu liên kết chặt vào BT, một đầu có thể trượt tự do trong ống nhựa tẩm nhựa đường Chống thấm mối nối: Để chống thấm qua khe giãn nở 2cm, ta sử dụng băng ngăn nước lắp đặt chạy dọc theo mối nối và được đặt ở giữa. Hai bên băng ngăn nước dùng vật liệu chèn khe từ vật liệu PE tỷ trọng cao (Joint Filler). Ngoài cùng sát bề mặt BT sử dụng vật liệu gắn kín trên cơ sở Polysulphide có tính năng cao dùng để hàn kín các mối nối (Joint Sealants). BIỆN PHÁP THOÁT NƯỚC Các loại nước có thể chảy trong hầm: Nước mưa Nước khi rửa đường Do vậy phải bố trí hệ thống rãnh dọc và bể chứa để thu nước mưa chảy từ hai đầu hầm dẫn vào và nước rửa đường. Nước được thu vào bể chứa và được bơm ra khỏi phạm vi hầm vào hệ thống cống thoát nước của thành phố. Với cơn mưa có cường độ mưa lớn nhất, giả sử thể tích nước mưa chảy vào hầm sau 1 trận mưa là 80m3 , và cứ trong 1h lại có một trận mưa như vậy căn cứ vào đó ta có thể chọn bể thu nước dung tích 240m3, như vậy là phải sau 3h nước mới đầy bể. Khi đó sử dụng 4 máy bơm tự động công suất mỗi máy là 80m3/h trong đó có 2 máy dự phòng, ta có thể đưa toàn bộ lương nước mưa ra khỏi đường hầm Kích thước bể ta có thể chọn như sau: chọn 2 bể đặt gần nhau tại vị trí giữa hầm, kích thước mỗi bể là: 5x8x3m (rộng 5m, dài 8m, cao 3m). Bể được đúc bằng BTCT liền khối bề dày tường 25cm. THÔNG GIÓ VÀ CHIẾU SÁNG TRONG HẦM THÔNG GIÓ TRONG HẦM Trong đường hầm ô tô, khí độc hại chủ yếu là khí CO và CO2 do việc đốt cháy dầu xăng của động cơ ô tô thải ra. Về mùa hè, nhiệt độ không khí bên ngoài hầm cao hơn bên trong hầm từ 10 - 150 do vậy mà áp suất bên trong hầm bao giờ cũng lớn hơn bên ngoài hầm. Hầm có hai cửa: một cửa nằm theo hướng Đông - Tây, một nằm theo hướng Tây - Tây Bắc. Hầm kín nằm theo hướng Đông - Tây nên dễ dàng tiếp nhận gió Đông Nam về mùa hè và gió Đông Bắc về mùa Đông Do chiều dài hầm nhỏ ( L=60m<300m) vì vậy ta chỉ cần sử dụng thông gió tự nhiên. CHIẾU SÁNG TRONG HẦM: Để đảm bảo giao thông thì yêu cầu trong hầm phải có hệ thống chiếu sáng nhân tạo, các loại đèn dùng chiếu sáng trong hầm là các loại thiết bị chiếu sáng chuyên dụng chống nổ, chống ăn mòn. Mạng đèn bố trí hai bên hầm, khoảng cách 10m/1bộ. Chiếu sáng phần hầm dẫn bằng hệ thống cột đèn chiếu sáng hiện đại, hệ thống dây cáp điện được bố trí trong ống kĩ thuật chôn ngầm trong hầm. Nguồn năng lượng chiếu sáng được bố trí trong các khoang kĩ thuật đảm bảo an toàn cao, hệ thống đường dây là các loại cáp mềm bọc trong các ống cách điện, các thiết bị chiếu sáng phải là các thiết bị chuyên dụng để đảm bảo không xảy ra sự cố. Việc cấp điện được cung cấp bởi hai nguồn độc lập./. HỆ THỐNG BIỂN BÁO TÍN HIỆU TRONG HẦM Tại vị trí đầu đường dẫn bắt đầu vào hầm đều có biển báo hiệu. CÁC HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT KHÁC CẮT QUA NÚT HỆ THỐNG CÁP THÔNG TIN VÀ CÁP ĐIỆN LỰC Hệ hống cáp thông tin đựơc bố trí trong lớp đất đắp ở phía dưới cửa hầm. Với chiều dày đất đắp là 1300mm > 600m đảm bảo thoả mãn tiêu chuẩn. Hình 21 Đặt cáp kỹ thuật HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC CÔNG CỘNG Được bố trí ở hai bên hầm, cách hầm là 5m do vậy toàn bộ hệ thống nước của hầm được thu về hầm được bơm hút, và thải ra hệ thống thoát nước công cộng.  BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO Trong phương pháp lộ thiên, giải pháp kết cấu vỏ hầm không đa dạng như khi xây dựng bằng phương pháp kín. Do vỏ hầm được thi công trong hầm mở sơ đồ nguyên lý kết cấu ít phụ thuộc vào điều kiện địa chất công trình trên tuyến đường ngầm mà chủ yếu được xác định bằng dạng vật liệu sử dụng tại chỗ các công nghệ và kĩ thuật triển khai. Biện pháp đào và chống vách Sử dụng cừ thép để giữ thành hố đào và chống nước xâm nhập vào hố đào. Chiều dài cừ thép trung bình từ 8,8m-13,6m Để hạn chế tiếng ồn và chấn động phát sinh, dự kiến sử dụng biện pháp búa rung để hạ cọc. Thi công đóng cọc ván thép xong trước rồi mới thi công các hạng mục khác. Sử dụng neo đất để hạn chế sự dịch chuyển ngang của nền đất. Biện pháp làm khô nền đào Thi công phòng nước, các giếng bơm thoát nước ra ngoài phạm vi công trình để hạ mực nước ngầm và thu nước mặt thẩm thấu vào công trình qua tường cừ. Biện pháp đào đất Tổ chức đào từ hai phía về tâm công trình, mặt bằng khá thông thoáng cho phép thi công bằng cơ giới là máy đào gầu ngoạm. Trong quá trình đào phải thường xuyên theo dõi chuyển vị của cọc ván thép. Biện pháp thi công kết cấu đường hầm Phương án đổ BT tại chỗ được lựa chọn vì: Kết cấu hầm liền khối làm tăng độ cứng và khả năng chống thấm, không đòi hỏi thiết bị thi công hiện đại. Trình tự thi công như sau: Thi công bản đáy từng công đoạn theo cao độ thiết kế: Thi công đệm cát vàng dày 0,5m và lớp bê tông mác nghèo M150 theo tiêu chuẩn thiết kế. Tiến hành đặt cốt thép rồi đổ BT bản đáy dày 0,8. Để đảm bảo tiến độ cũng như chất lượng công trình, BT dùng để thi công là BT thương phẩm. Sau khi thi công bản đáy, tiến hành lắp đặt cốt thép cốt pha cho tường và đổ BT tường. Lắp đặt hệ thống cốt pha và cốt thép nóc hầm, rồi tiến hành đổ BT nóc hầm. Biện pháp đảm bảo giao thông Khi thi công phần hầm chính và một bên hầm dẫn thì vẫn làm đường tránh bên hầm dẫn còn lại để đảm bảo giao thông. Do vạy giao thông vẫn thông suốt. PHƯƠNG ÁN II THẾT KẾ CẦU VƯỢT QUA NÚT GIAO Xây dựng cầu vượt dọc theo hướng Lê Duẩn – Giải Phóng, gồm hai cầu vượt nhỏ chạy song song nhau. Bề rộng toàn bộ cầu là 24 m, gồm 4 làn xe. Độ dốc dọc của cầu vượt hai phía là 4,0%, tĩnh không tại nhịp thông xe là 4,75m. Tổng chiều dài cầu là 400m. Bao gồm: phần cầu dài 220m, đường dẫn hai phía là 90 + 90 = 180 m. Sơ đồ: 30×3+40+30×3 = 220m. Chiều dài nhịp thông xe vượt qua đường vành đai 1 với bề rộng 40m. Phương án này ưu tiên cho dòng xe cơ giới chạy thẳng trên trục đường Lê Duẩn – Giải Phóng theo cả hai. SO SÁNH ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ KIẾN NGHỊ PHƯƠNG ÁN LÀM THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN 1 Phù hợp với định hướng quy hoạch Thành Phố là hạn chế tầm cao kiến trúc không gian trong phạm vi vành đai 2 vào trung tâm, phù hợp với kiến trúc xung quanh của khu vực nút Ngã Tư Vọng. Phù hợp và không ảnh hưởng tới tuyến đường đô thị đang khai thác Phù hợp và không ảnh hưởng tới dự án Quy hoạch giao thông vận tải Thành Phố trong tương lai. Xây dựng đường hầm qua nút giao thông Ngã Tư Vọng theo hướng Trường Chinh – Đại La là để duy trì trục giao thông Lê Duẩn – Giải Phóng không phải điều khiển bằng đèn tín hiệu, làm tăng mức độ an toàn giao thông qua nút. Nhờ đó giảm lượng khí thải độc hại, tiếng ồn do quá trình dừng xe chờ thông qua nút. Đảm bảo khả năng thông xe và vận tốc xe chạy trong thời gian hiện tại cũng như trong tương lại tối ưu nhất. Khả năng thông xe và vận tốc xe chạy theo cấp đường Đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật và tầm nhìn. Nút giao thông phải được thiết kế hiện đại, đảm bảo tính mỹ quan không phá vỡ cảnh quan kiến trúc khu vực và các công trình lân cận. Phương án phải phù hợp với tình hình qui hoạch chung của thành phố. Đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường, hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hưởng xấu tới môi trường như: ô nhiễm môi trường, tiếng ồn, bụi, nước mặt, các khu vực trồng hoa, cây cỏ… Nút giao thông phải có biện pháp phòng nước, thoát nước tốt nhất, tránh tình trạng ngập lụt trong mùa mưa. Phương án phải đảm bảo trong thời gian thi công giao thông vẫn đảm bảo bình thường. PHƯỚNG ÁN 2 Dù làm cầu vượt theo hướng Bắc-Nam hay Đông - Tây thì đều phá vỡ cảnh quan kiến trúc khu vực, Trên tuyến đường Lê Duẩn – Giải Phóng có nhiều nút cứ cách một vài km lại có một nút. Với cự ly ngắn như vậy nếu làm cầu vượt ở nút Ngã Tư Vọng theo hướng Bắc- Nam thì trong một đoạn đường ngắn phải giảm tốc độ lên xuống cầu vượt 2 lần gây tâm lý khó chịu cho người tham gia giao thông. Với cầu dài 400m so với phần chính của hầm vượt là 70m theo định tính ta thấy rằng về kinh tế thì làm hầm vượt là kinh tế hơn. Kết luận: Từ sự phân tích đánh giá ưu nhược điểm của các phương án đưa ra : Phương án làm đường hầm theo hướng Trường Chinh – Đại La là phương án lựa chọn phù hợp với quy hoạch, cảnh quan kiến trúc, đáp ứng tốt nhất các yêu cầu đặt ra. . PHẦN III:THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NỘI LỰC KẾT CẤU VỎ HẦM CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP CHƯƠNG III: THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC, THÔNG GIÓ, NỀN ĐƯỜNG, MẶT ĐƯỜNG VÀ CÁC HẠNG MỤC KĨ THUẬT KHÁC CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NỘI LỰC KẾT CẤU VỎ HẦM XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VỎ HẦM Số liệu địa chất Các lớp địa chất theo kết quả khoan thăm dò được lấy như sau: + Lớp kết cấu áo đường: dày 0,5m;j = 450; c = 30 kN/m2 ; g =22,5 kN/m3 + Lớp đất đắp : dày 1,49m; j = 240; c = 0 kN/m2; g =18 kN/m3 + Lớp đất cát pha: dày 2m ; j = 17044’; c = 10 kN/m2,  g=19,7 kN/m3 + Còn lại là lớp đất sét : j = 17049’; c = 26 kN/m2 ; g = 19,8 kN/m3 Đặc trưng kết cấu Đặc trưng hình học của kết cấu cho 1m dài hầm : Dầm nóc : bề rộng b = 1m, chiều cao mặt cắt h = 0,7m. Tường bên : bề rộng b = 1m, chiều cao mặt cắt h = 0,7m. Tường giữa : bề rộng b = 1m, chiều cao mặt cắt h = 0,5m. Dầm đáy : bề rộng b = 1m, chiều cao mặt cắt h = 0,6m. Thông số kĩ thuật của bêtông : Mác bêtông f’c= 30Mpa. Trong lượng riêng g = 24kN/m3 Môđun đàn hồi Mômen quán tính tại các tiết diện: Mômen quán tính của các dầm nóc: Mômen quán tính của dầm đáy là : Mômen quán tính của tường bên là : Mômen quán tính của tường giữa là : Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu 1. Xác định tải trọng thẳng đứng tác dụng lên kết cấu hầm: a. Với tải trọng động xe HL – 93: Độ lớn do hoại tải tác dụng lên công trình ngầm phụ thuộc vào chiều sâu công trình, phân bố của dải đường và loại phương tiện giao thông. Với các công trình đặt nông, tải trọng động tác dụng lên công trình là từ các phương tiện giao thông của mạng lưới giao thông trên mặt đất. Tải trọng tạm thời do hoại tải HL-93 được bố trí ở những vị trí bât lợi nhất nóc công trình ngầm hoặc ở trong phạm vi lăng thể trụ phá hoại. Căn cứ vào kích thước của hầm và hiện trạng giao thông trong tương lai thì vị trí bất lợi nhất đối với hầm khi có 2 xe HL93 chạy song song. Khi chiều sâu công trình lớn hơn 0,7-0,8m và với kết cấu nằm ngang tải trọng tạm thời được qui đổi thành tải trọng rải đều. Loại xe: + Xe tải thiết kế a = 0.3 đến mép bản cánh hẫng; a = 0.6 đến mép làn. + Xe hai trục Hình 21 Xe tải HL93 Xe hai có trọng lượng trục tải nhỏ hơn xe tải thiết kế nhưng cự ly các trục ngắn hơn nên khống chế hiệu ứng lực phát sinh trong các cấu kiện ngắn. Tuỳ theo khẩu độ L mà xếp tải: Khi L < 4300mm xếp xe hai trục; L 4300mm xếp xe 3 trục. + Tải trọng làn thiết kế: là một tải trọng phân bố q = 9,3 N/mm, dải phân bố: rộng 3m, dài không hạn chế. Hình 22 Tải trọng làn Sơ đồ truyền tải trọng của bánh xe qua lớp áo đường và lớp đất đắp xuống nóc hầm: Nhận xét: Với mặt đường rải bằng bê tông tải trọng sẽ truyền xuống phía dưới với góc a = 450, còn với lớp đá nền thì tải trọng sẽ truyền xuống với một góc: a = (chính là góc của lănng thể trượt). Với các ký hiệu như hình vẽ trên ta có: a1 = a2 + 2H1tg450+2H2tg300 b1 = b2 +2H1tg450 + 2H2tg300 Trong đó: H1; H20000000000aha : Chiều dầy của lớp kết cấu mặt bằng và lớp đất nền phía trên hầm tương ứng: H1 = 0,5m; H2 = 1,49 m a2: chiều dài tiếp xúc dọc đường của bánh (m) b2: chiều rộng của bánh sau (m), b2 = 0,51m Với tải trọng của xe HL-93 theo TCN 272-05 ta có Trong đó : g : Là hệ số tải trọng. Lấy g = 1,75. IM : Lực xung kích tính bằng phần trăm Với cấu kiện vùi (A3.6.1.2.5) DE = H1+H2 = 0,5+1,3 = 1,8m. Thay vào ta được: P: Tải trọng trục lớn nhất của hoạt tải. Với xe 2 trục P = 55KN Với xe 3 trục P = 72,5KN Thay vào ta có: Với xe 2 trục Với xe 3 trục Do đó ta có: a1 = 0,29+2.0,5.1+2.1,3.tg300 = 2,79 Với xe 2 trục a1 = 0,38+2.0,5.1+2.1,3.tg300 = 2,88 m Với xe 3 trục b1 = 0,51+2.0,5.1+2.1,3.tg300 = 3,01m Cường độ áp lực phân bố của một bánh xe trên 1m bề rộng cơ bản: Với xe 2 trục Với xe 3 trục Trường hợp khi hai bánh xe sau có áp lực trùm lên nhau tác dụng lên. Vậy áp lực tính toán sẽ là: Xe 2 trục Xe 3 trục Cụ thể trong đồ án tính toán như sau: Hình 23 Sơ đồ truyền áp lực bánh xe xuống nóc hầm. + Bề rộng lăng thể trượt: Hình 24 Sơ đồ xác định bề rộng bề rộng lăng thể trượt. + Các sơ đồ xếp tải trên nóc hầm Tải trọng tạm thời di động từ phương tiện dạng trục ôtô được bố trí ở những vị trí khác nhau trên mái của công trình ngầm và trên khối trượt để tạo ra hiệu ứng tải bất lợi nhất đối với công trình ngầm. Trong đó, người ta chọn 3 sơ đồ chất tải tạm thời ( hình vẽ ): Trên mái, trên khối trượt, trên mái và trên khối trượt. Trường hợp xếp tải trên mặt trượt (N1) Hình 25 Sơ đồ xếp tải trên lăng thể trượt. Tải trọng sẽ gây ra bất lợi nhất đối với tường và sẽ tính tải trọng chất thêm sau tường ph: Khi xếp xe lên mặt trượt để tạo trạng thái bất lợi nhất khi tính tường, ta xếp xe lên mặt trượt khi đó áp lực ngang do tải trọng chất thêm sẽ là tải trọng rải đều gồm tải trọng làn vả tải trọng bánh xe qua lớp mặt đường và lớp đất Công thức tính toán: Hình 26 Sơ đồ tính tải trọng chất thêm. Áp lực do tải trọng bánh xe trên lăng thể trượt được tính như tải trọng phân bố đều tác dụng lên tường tại mặt đất ngang đỉnh tường.Tải trọng rải đều có cường độ q1 = LL+ qtth = 9,3+ 8,36 = 17,66 (kN/m), q2 = LL+ qtth = 9,3+ 2,02 = 11,32 (kN/m). Hình 27 Sơ đồ tính tải trọng chất thêm. Áp lực ngang do hoạt tải tác dụng lên kết cấu tường phân bố đều theo hình chữ nhật, có cường độ tính theo công thức q 1’ = q1.tg2(450-φ/2)= 17,66.tg2(450- 300/2) =5,87kN/m q2’ = q2.tg2(450-φ/2)= 11,32.tg2(450- 300/2) =3,77kN/m - Trường hợp xếp xe nằm khoảng giữa hai tường: (N2) Hình 28 Sơ đồ xếp tải gây ra mômen dương lớn nhất cho nóc hầm. - Trường hợp xếp 2 xe nằm cách nhau 15m: (N3) Hình 29 Sơ đồ xếp tải gây ra mômen âm lớn nhất cho nóc hầm. - Trường hợp xếp xe tâm hai trục sau nằm trên tường giữa: (N4) Hình 30 Sơ đồ xếp tải gây bất lợi nhất cho tường giữa. + Xếp tải trong hầm : Có các sơ đồ sau Sơ đồ xếp lệch tâm: (Đ1) Hình 31 Sơ đồ xếp tải lệch tâm ở đáy hầm. Sơ đồ xếp đúng tâm: (Đ2) Hình 32 Sơ đồ xếp tải đúng tâm ở đáy hầm. Sơ đồ xếp sát tường giữa (Đ3) Hình 33 Sơ đồ xếp tải sát tường giữa ở đáy hầm. Sơ đồ xếp sát tường bên (Đ3) Hình 34 Sơ đồ xếp tải sát tường bên ở đáy hầm. + Các tổ hợp tải trọng: Để tạo ra trường hợp tải trọng bất lợi nhất cho kết cấu ta tổ hợp các tải trọng trên, tiến hành tính toán với từng tổ hợp tải trọng so sánh và chọn trường hợp nội lực lớn nhất để tính toán. Ta xét các tổ hợp sau: Tổ hợp tải trọng 1 (TH1) gồm N2 và Đ2 gây bất lợi cho bản nóc hầm: Hình 35 Tổ hợp tải trọng tạo mômen dương lớn nhất ở nóc hầm. Tổ hợp tải trọng 2 (TH2) gồm N1 và Đ1 gây bất lợi cho tường bên: Hình 36 Tổ hợp tải trọng tạo bất lợi nhất cho tường bên. Tổ hợp tải trọng 3(TH3) gồm N4 và Đ3 bất lợi cho tường giữa: Hình 37 Tổ hợp tải trọng tạo bất lợi nhất cho tường giữa. + Tổ hợp có tải trọng trên nóc hầm là hai xe: Hình 38 Tổ hợp tải trọng tạo mô men âm lớn nhất cho nóc hầm. Mặt cắt cửa hầm: Hình 39 Tổ hợp tải trọng phần tường chắn. * Tải trọng người 300kG/m2 = 3 KN/m2, tính theo tải tọng rải đều trên 1m là 3 x 1 = 3 KN/m * Tải trọng người tính toán 3 x 1,4 = 4,2 (KN/m) Với tải trọng tĩnh Với tải trọng tính toán của khung là 1m thì ngoài tải trọng bản thân còn có các loại tải trọng: Trọng lượng tiêu chuẩn lớp kết cấu áo đường trên nóc hầm: Trọng lượng tiêu chuẩn lớp kết cấu áo đường trên đáy hầm: Trong đó: là trọng lượng riêng trung bình của các lớp áo đường. Trọng lượng tiêu chuẩn lớp đất đắp phủ lên kết cấu hầm: Theo bảng 8 – TCXDVN thiết kế đường hầm giao thông, các hệ số vượt tải được lấy đối với. + Tải trọng bản thân kết cấu: Đổ tại chỗ n1 = 1,25 + Áp lực đất đá khi không hình thành vòm áp lực: n2 = 1,1 + Trọng tải kết cấu mặt đường ôtô: n3 = 1,5 + Tải trọng động của đoàn xe: n4 = 1,4 + Áp lực của tải trọng thẳng đứng tính toán tác dụng lên hai bên tường hầm. Đối với xe 2 trục: Đối với xe 3 trục: * Xác định áp lực hông tính toán tác dụng lên tường: Từ công thức: ei = (qlt + gi.Hi - 2c)tg2(450-) Trong đó: qlt : áp lực tính toán thẳng đứng (T/m) n : Hệ số vượt tải lớp đất thứ i: n = 1,3 g : Trọng lượng riêng của lớp đất thứ i Hi : Chiều dầy đáy lớp đất thứ i ji : Góc ma sát trong lớp đất thứ i Để tiện lợi cho việc tính toán ta coi áp lực ngang phân bố theo dạng hình thang liên tục, hầm nằm trong lướp đất có góc ma sát, lực dính kết và trọng lượng riêng trung bình: Vì hệ số vượt tải n>1 nên góc j được cộng thêm 50 e1 = [59,525 -2.1,62].tg2(450-19026’/2) = 28,18 (KN/m) e2 = [59,525+17,67.7 - 2.1,62]tg2 (450 - 19026’/2) = 90,11(KN/m) * Đối với hầm dẫn:không cho xe chạy bên cạnh hai bên tường hầmqlt = 0 ei = (qlt + gi.Hi - 2c)tg2(450-) Tại mặt cắt cửa hầm H = 8,3m. e1 = 0 e2 = [17,67.8,3 - 2.1,62]tg2 (450 - 19026’/2) = 71,81(KN/m) Kết quả tính toán Sử dụng chương trình Plaxis 8.2 để tính ta có các kết quả sau: (xem ở phụ lục) Bảng kết quả tính toán nội lực dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng cơ bản Sau khi tính toán tiến hành chọn giá trị nội lực lớn nhất để bố trí cốt thép và kiểm toán. Phần hầm kín  Bảng 12 DẦM NÓC Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX 296,03 364,81 436.13 MIN 212,41 -353,55 -204.84 Bảng 13 TƯỜNG BÊN Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX -654.680 265.210 228.10 MIN -777.150 -16.843 -166.19 TƯỜNG GIỮA Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX -587,67 -11,38 69,22 MIN -718,497 -11,38 -35,33 Bảng 14 DẦM ĐÁY Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX 601.85 431.92 290.19 MIN 442.75 -424.36 -623.19 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỔT THÉPVÀ KIỂM TOÁN Nguyên tắc cơ bản: Sau khi có kết quả tính toán nội lực kết cấu vỏ hầm ta tiến hành tính toán và bố trí cốt thép cho kết cấu tường hầm. Khi tính toán ta tính cho 1m dài hầm. Tính toán bố trí cốt thép dầm nóc: Nội lực tính toán: Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX 16,48 317,27 278.97 MIN -44,30 -270,72 -582.85 Tính toán cốt thép chịu mômen âm: Cốt thép chịu mômen âm Mômen tính toán M-max = 582.85 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 750 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 687.3 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn thanh số 25 D = 25.4 mm Diện tích 1 thanh thép 510.000 mm2 Số lượng thanh thép n = 10 thanh Diện tích thép As = 5100 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.0068 =0.680 % Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 80.0 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.836 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng 95.726 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 1320492000 Nmm =1320.492 KNm Sức kháng uốn tính toán 1188.443 KNm Kiểm tra: Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f’c/fy = 0.00225 =0.225 % ρmin = 0.3% Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 600 mm c/de = 0.160 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 650 mm Kiểm tra: c/de =0.161 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí làm 2 lớp, mỗi lớp 5 thanh thép F25 (cách bố trí như hình vẽ) 100 200 200 200 200 100 50 1 2 3 4 5 100 6 7 8 9 10 Cốt thép chịu mômen dương Mômen tính toán M+max = 278.97 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 750 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 662.3 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 75 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn thanh thép số 25 D = 25.4 mm Diện tích 1 thanh thép 510.000 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 2550 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.0034 =0.340 % Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 40.0 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.836 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng 47,863 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 655146000 Nmm =655.146 KNm Sức kháng uốn tính toán 589.631 KNm Kiểm tra: Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f’c/fy = 0.00225 =0.225 % ρmin < p Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 700 mm c/de = 0.068 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 50 mm Kiểm tra: c/de =0.068 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí một lớp cốt thép F25 cách mép bêtông 50mm (hình vẽ) Cốt thép chịu lực cắt Lực cắt tính toán Vmax = 317.27 KN Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 750 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 693.65 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) dc = 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 (A5.5.4.2) Chọn thanh số 13 D = 12.7 mm Bước cốt thép s = 200 mm Diện tích 1 thanh thép 129.000 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 645 mm2 Hệ số chỉ khả năng bêtông bị nứt truyền lực kéo: b = 2.0 (A5.8.3.4.1) Góc nghiêng ứng suất nén chéo: q = 45 o (A5.8.3.4.1) Sức kháng danh định do ứng suất kéo của bêtông: (A5.8.3.3) Trong đó: bv : Chiều rộng bản bụng hữu hiệu (A5.8.2.7) =1000 mm dv : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu lấy không nhỏ hơn các giá trị sau (A5.8.2.7) - Khoảng cách thẳng góc giữa hợp lực kéo và hợplực nén d' = 560.000 mm 0.72h = 540 mm 0.9de = 540 mm dv = max( d'; 0,72h; 0,9de ) = 560 mm => Vc = 254.581 KN Ta thấy: Phải bố trí cốt thép ngang chịu cắt Sức kháng cắt danh định của cốt thép ngang chịu cắt (A5.8.3.3) Trong đó: a : Góc nghiêng của cốt thép ngang so với trục dọc Vs= 510813.939 N =510.81 KN Sức kháng cắt danh định Vn = 765.395 KN Sức kháng cắt tính toán Vr = 688.855845 KN Kiểm tra sức kháng cắt Vr>Vmax: Đạt Kiểm tra cốt thép ngang tối thiểu 227.30 mm2 Av>Avmin Đạt Kiểm tra cự li tối thiểu của cốt thép ngang: 1680 KN s=200mm Đạt => Đạt yêu cầu về cự ly côt thép tối đa Tính toán bố trí cốt thép dầm đáy: Nội lực tính toán: Bảng 21 Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX 296,03 364,81 436.13 MIN 212,41 -353,55 -204.84 Tính toán cốt thép chịu mômen âm: Cốt thép chịu mômen âm Mômen tính toán M-max = 204.84 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt ds = h - dc - D/2 = 538.9 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 22.2 mm Diện tích 1 thanh thép 387 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 1935 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.003 =0.32 % Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 30.353 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.83571429 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng  36.32  mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 4E+08 Nmm 405.36 KNm Sức kháng uốn tính toán  364.83  KNm Kiểm tra: Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f'c/fy = 0.00225 =0.225 % ρmin Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 538.9 mm c/de = 0.0673961 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 55 mm Kiểm tra: c/de = 0.07 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí làm 1lớp, gồm 5 thanh thép #22 (cách bố trí như hình vẽ) 100 200 200 200 200 50 1 2 3 4 5 Cốt thép chịu mômen dương Mômen tính toán M+max = 436.13 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 538.9 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 22.2 mm Diện tích 1 thanh thép 387 mm2 Số lượng thanh thép n = 10 thanh Diện tích thép As = 3870 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.00645 0.65 % Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 60.706 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.83571429 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng 72.64 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 8E+08 Nmm 787.23 KNm Sức kháng uốn tính toán 708.51 KNm Kiểm tra: Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f'c/fy = 0.00225 =0.225 % ρmin Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 550 mm c/de = 0.06084557 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 100 mm Kiểm tra: c/de =0.061 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí một lớp cốt thép#22 cách mép bêtông 50mm (hình vẽ) Cốt thép chịu lực cắt Lực cắt tính toán Vmax = 364.81 KN Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 543.65 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) dc = 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 12.7 mm Bước cốt thép s = 200 mm Diện tích 1 thanh thép 129 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 645 mm2 Hệ số chỉ khả năng bêtông bị nứt truyền lực kéo: b = 2 (A5.8.3.4.1) Góc nghiêng ứng suất nén chéo: q = 45 o (A5.8.3.4.1) Sức kháng danh định do ứng suất kéo của bêtông: (A5.8.3.3) Trong đó: bv : Chiều rộng bản bụng hữu hiệu (A5.8.2.7) 1000 mm dv : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu lấy không nhỏ hơn các giá trị sau (A5.8.2.7) + Khoảng cách thẳng góc giữa hợp lực kéo và hợplực nén d' = 534.823529 mm 0.72h = 432 mm 0.9de = 489.285 mm dv = max( d'; 0,72h; 0,9de ) = 534.823529 mm => Vc = 243.135976 KN Ta thấy: Phải bố trí cốt thép ngang chịu cắt Sức kháng cắt danh định của cốt thép ngang chịu cắt A5.8.3.3 Trong đó: a : Góc nghiêng của cốt thép ngang so với trục dọc Vs= 487775.104 N 487.775104 KN Tính 4011176.47 =4011.17647 KN Sức kháng cắt danh định Vn = 730.91108 KN Sức kháng cắt tính toán 657.819972 KN Kiểm tra sức kháng cắt Vr>Vmax:=> đạt Kiểm tra cốt thép ngang tối thiểu 227.304861 mm2 Av>Avmin Đạt Kiểm tra cự li tối thiểu của cốt thép ngang: 1604470.59 KN s=200mm Đạt Đạt yêu cầu về cự ly côt thép tối đa Tính toán bố trí cốt thép tường bên: Nội lực tính toán: Bảng 222 Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX -654.680 265.210 228.10 MIN -777.150 -16.843 -166.19 Tính toán cốt thép chịu mômen âm: Cốt thép chịu mômen âm Mômen tính toán M-max = 166.19 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 538.9 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 22.2 mm Diện tích 1 thanh thép 387 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 1935 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.00359 0.3591 % Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 30.353 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.8357 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng 36.32 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 4E+08 Nmm 405.36 KNm Sức kháng uốn tính toán 364.83 KNm Kiểm tra: đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f'c/fy = 0.00225 =0.225 % ρmin đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 550 mm c/de = 0.06603592 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 70 mm Kiểm tra: c/de =0.066 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí một lớp cốt thép #22 cách mép bêtông 50mm Cốt thép chịu mômen dương Mômen tính toán M+max = 228.1 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 538.9 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 22.2 mm Diện tích 1 thanh thép 387 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 1935 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.0032 Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 42.24 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.83571429 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng 36.32 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 4E+08 Nmm 400.76 KNm Sức kháng uốn tính toán 360.69 KNm Kiểm tra: đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f'c/fy = 0.00225 0.225 % ρmin Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 550 mm c/de = 0.11733306 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 50 mm Kiểm tra: c/de =0.117 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí 2 lớp cốt thép,mỗi lớp gồm 5 thanh #22 cách mép bêtông 50mm Cốt thép chịu lực cắt Lực cắt tính toán Vmax = 145.96 KN Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 543.55 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) dc = 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 12.9 mm Bước cốt thép s = 200 mm Diện tích 1 thanh thép 129 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 645 mm2 Hệ số chỉ khả năng bêtông bị nứt truyền lực kéo: b = 2 (A5.8.3.4.1) Góc nghiêng ứng suất nén chéo: q = 45 o (A5.8.3.4.1) Sức kháng danh định do ứng suất kéo của bêtông: (A5.8.3.3) Trong đó: bv : Chiều rộng bản bụng hữu hiệu (A5.8.2.7) 1000 mm dv : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu lấy không nhỏ hơn các giá trị sau) - Khoảng cách thẳng góc giữa hợp lực kéo và hợplực nén d' = 522.430049 mm 0.72h = 432 mm 0.9de = 489.195 mm dv = max( d'; 0,72h; 0,9de ) = 522.43 mm => Vc = 237.50178 KN Ta thấy: Phải bố trí cốt thép ngang chịu cắt Sức kháng cắt danh định của cốt thép ngang chịu cắt A5.8.3.3 Trong đó: a : Góc nghiêng của cốt thép ngang so với trục dọc Vs= 476471.878 N 476.471878 KN Tính 3918225.37 N  =3918.22537 KN Sức kháng cắt danh định Vn = 713.973658 KN Sức kháng cắt tính toán Vr = 642.576292 KN Kiểm tra sức kháng cắt Vr>Vmax:=> Đạt Kiểm tra cốt thép ngang tối thiểu 184.137983 mm2 Av>Avmin Đạt Kiểm tra cự li tối thiểu của cốt thép ngang: 1792.7785 KN s=200mm Đạt => Đạt yêu cầu về cự ly côt thép tối đa Kiểm tra điều kiện cấu kiện chịu nén: Tỷ lệ độ mảnh: Trong đó: K: Hệ số độ dài hữu hiệu (A4.6.2.5) = 0,75 Lu: Chiều dài trung bình có thanh giằng (m) Lu = 10,36-0,75-0,6 = 9,01m r : Bán kính quán tính (m) => tính hiệu ứng độ mảnh Giới hạn cốt thép: Lượng cốt thép tối đa: As : Diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm2) = 3870mm2 Ag : Diện tích mặt cắt nguyên (mm2) = 750000mm2 => < 0,8 => Thoả mãn điều kiện hàm lượng cốt thép tối đa Sức kháng lực dọc trục tính toán: (A5.7.4.4) Lực dọc trục tính toán : Pu = 503,04KN Đối với cấu kiện có cốt đai thường : Pr = j.Pn Trong đó: Pr : Sức kháng dọc trục tính toán có hoặc không có uốn (N) Pn : Sức kháng dọc trục danh định có hoặc không có uốn (N) Pn = 0,8.[0,85.f’c.(Ag - Ast) + fy.Ast] = 0,8.[0,85.30.(750000-3870) + 420.3870] = 16521.103N f’c : Cường độ qui định của bê tông ở tuổi 28 ngày = 30MPa Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt (mm2) = 750000mm2 Ast : Diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm2) = 3870mm2 j : Hệ số sức kháng qui định ở điều 5.5.4.2 = 0,75 Pr = 0,75.16521 = 12391KN Kiểm tra: Pu = 503,04KN Đạt yêu cầu Tính toán bố trí cốt thép tường ngăn: Bảng 23 Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX -587,67 -11,38 69,22 MIN -718,497 -11,38 -35,33 Tường ngăn giữa chỉ chủ yếu chịu lực dọc trục, mômen và lực cắt rất nhỏ có thể bỏ qua. Ta chỉ kiểm tra tường theo điều kiện cấu kiện chịu nén đúng tâm. Cốt thép dọc chỉ bố trí theo cấu tạo. Bố trí 10 thanh No22 (hình vẽ). Tỷ lệ độ mảnh: Trong đó: K: Hệ số độ dài hữu hiệu (A4.6.2.5) = 0,75 Lu: Chiều dài trung bình có thanh giằng (m) Lu = 7,15-0,75-0,6 = 5,8m r : Bán kính quán tính (m) => phải tính đến hiệu ứng độ mảnh Giới hạn cốt thép: Lượng cốt thép tối đa: As : Diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm2) = 3870mm2 Ag : Diện tích mặt cắt nguyên (mm2) = 750000mm2 => < 0,8 => Thoả mãn điều kiện hàm lượng cốt thép tối đa Sức kháng lực dọc trục tính toán: (A5.7.4.4) Lực dọc trục tính toán : Pu = 718,49KN Đối với cấu kiện có cốt đai thường : Pr = j.Pn Trong đó: Pr : Sức kháng dọc trục tính toán có hoặc không có uốn (N) Pn : Sức kháng dọc trục danh định có hoặc không có uốn (N) Pn = 0,8.[0,85.f’c.(Ag - Ast) + fy.Ast] = 0,8.[0,85.30.(750000-3870) + 420.3870] = 16521.103N f’c : Cường độ qui định của bê tông ở tuổi 28 ngày = 30MPa Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt (mm2) = 750000mm2 Ast : Diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm2) = 3870mm2 j : Hệ số sức kháng qui định ở điều 5.5.4.2 = 0,75 Pr = 0,75.16521 = 12391KN Kiểm tra: Pu = 718,49KN Đạt yêu cầu Tính toán bố trí cốt thép hầm dẫn Tường bên: Bảng 24 Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX 0.0276 196.34 359.24 MIN -495.44 -197.31 -291.67 Cốt thép chịu mômen âm: Cốt thép chịu mômen âm Mômen tính toán M-max = 291.67 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 750 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 688.9 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 22.2 mm Diện tích 1 thanh thép 387 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 1935 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.00281 0.2809 % Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 30.353 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.8357 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng 36.32 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 5E+08 Nmm 521.46 KNm Sức kháng uốn tính toán 469.32 KNm Kiểm tra: đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f'c/fy = 0.00225 0.225 % ρmin đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 680 mm c/de = 0.05341141 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 70 mm Kiểm tra: c/de =0.053 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí một lớp cốt thép #22 cách mép bêtông 70mm Cốt thép chịu mômen dương Mômen tính toán M+max = 359.24 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 750 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 688.9 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 22.2 mm Diện tích 1 thanh thép 387 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 1935 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.0026 Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 42.24 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.83571429 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng 36.32 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 5E+08 Nmm 516.86 KNm Sức kháng uốn tính toán 465.18 KNm Kiểm tra: đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f'c/fy = 0.00225 0.225 % ρmin Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 700 mm c/de = 0.11733306 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 50 mm Kiểm tra: c/de =0.117 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí 2 lớp cốt thép,mỗi lớp gồm 5 thanh #22 cách mép bêtông 50mm Cốt thép chịu lực cắt Lực cắt tính toán Vmax = 197.31 KN Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 750 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 693.55 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) dc = 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 12.9 mm Bước cốt thép s = 200 mm Diện tích 1 thanh thép 129 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 645 mm2 Hệ số chỉ khả năng bêtông bị nứt truyền lực kéo: b = 2 (A5.8.3.4.1) Góc nghiêng ứng suất nén chéo: q = 45 o (A5.8.3.4.1) Sức kháng danh định do ứng suất kéo của bêtông: (A5.8.3.3) Trong đó: bv : Chiều rộng bản bụng hữu hiệu (A5.8.2.7) 1000 mm dv : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu lấy không nhỏ hơn các giá trị sau - Khoảng cách thẳng góc giữa hợp lực kéo và hợplực nén d' = 672.430049 mm 0.72h = 540 mm 0.9de = 624.195 mm dv = max( d'; 0,72h; 0,9de ) = 672.43 mm => Vc = 305.693238 KN Ta thấy: Phải bố trí cốt thép ngang chịu cắt Sức kháng cắt danh định của cốt thép ngang chịu cắt A5.8.3.3 Trong đó: a : Góc nghiêng của cốt thép ngang so với trục dọc Vs= 613276.378 N 613.276378 KN Tính 5043225.37 5043.22537 KN Sức kháng cắt danh định Vn = 918.969616 KN Sức kháng cắt tính toán Vr = 827.072655 KN Kiểm tra sức kháng cắt Vr>Vmax:=> Đạt Kiểm tra cốt thép ngang tối thiểu 184.137983 mm2 Av>Avmin Đạt Kiểm tra cự li tối thiểu của cốt thép ngang: 1792.7785 KN s=200mm Đạt Dầm đáy Bảng 25 Axial (kN) Shear-z (kN) Moment-y (kN·m) MAX 601.85 431.92 290.19 MIN 442.75 -424.36 -623.19 Cốt thép chịu mômen âm: Cốt thép chịu mômen âm Mômen tính toán M-max = 623.19 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt ds = h - dc - D/2 = 538.9 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 22.2 mm Diện tích 1 thanh thép 387 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 1935 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.003 0.32 % Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 30.353 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.83571429 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng 36.32 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 4E+08 Nmm 405.36 KNm Sức kháng uốn tính toán 364.83 KNm Kiểm tra: Ko đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f'c/fy = 0.00225 =0.225 % ρmin Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 538.9 mm c/de = 0.0673961 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 550 mm Kiểm tra: c/de = 0.07 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí làm 1lớp, gồm 5 thanh thép #22 (cách bố trí như hình vẽ) 100 200 200 200 200 50 1 2 3 4 5 Cốt thép chịu mômen dương: Cốt thép chịu mômen dương Mômen tính toán M+max = 290.19 KNm Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 538.9 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) 50 mm Cường độ thép fy = 400 Mpa Cường độ BT fc' = 30 Mpa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 22.2 mm Diện tích 1 thanh thép 387 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 1935 mm2 Hàm lượng thép ρ = As/b.h = 0.00323 =0.32 % Chiều dày của khối ứng suất tương đương a = β1.c = 30.353 mm Trong đó β: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (A5.7.2.2) = 0.85 khi f'c < 28Mpa = 0.85- 0.05.(f'c - 28)/7 khi 28Mpa < f'c < 56Mpa = 0.65 khi f'c >=56Mpa β: = 0.83571429 Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng  36.32 mm Sức kháng uốn danh định của mặt cắt (A7.3.2.2-1) 4E+08 Nmm 405.36 KNm Sức kháng uốn tính toán 364.83 KNm Kiểm tra: Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρmin = 0.03f'c/fy = 0.00225 =0.225 % ρmin Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo 550 mm c/de = 0.06084557 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép 50 mm Kiểm tra: c/de =0.061 Đạt Bố trí cốt thép: Bố trí một lớp cốt thép#22 cách mép bêtông 50mm (hình vẽ) Cốt thép chịu lực cắt: Cốt thép chịu lực cắt Lực cắt tính toán Vmax = 431.92 KN Chiều rộng mặt cắt b = bW = 1000 mm Chiều cao mặt cắt h = 600 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = h - dc - D/2 = 543.65 mm Chiều dày lớp phủ BT(A5.12.3) dc = 50 mm Cường độ thép fy = 400 MPa Cường độ BT fc' = 30 MPa Kiểm toán theo trạng thái giới hạn CĐ1 Hệ số sức kháng (A5.5.4.2) j = 0.9 Chọn đường kính cốt thép D = 12.7 mm Bước cốt thép s = 200 mm Diện tích 1 thanh thép 129 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 Diện tích thép As = 645 mm2 Hệ số chỉ khả năng bêtông bị nứt truyền lực kéo: b = 2 (A5.8.3.4.1) Góc nghiêng ứng suất nén chéo: q = 45 o Sức kháng danh định do ứng suất kéo của bêtông: (A5.8.3.3) Trong đó: bv : Chiều rộng bản bụng hữu hiệu (A5.8.2.7) 1000 mm dv : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu lấy không nhỏ hơn các giá trị sau (A5.8.2.7) + Khoảng cách thẳng góc giữa hợp lực kéo và hợplực nén d' = 534.823529 mm 0.72h = 432 mm 0.9de = 489.285 mm dv = max( d'; 0,72h; 0,9de ) = 534.823529 mm => Vc = 243.135976 KN Ta thấy: Phải bố trí cốt thép ngang chịu cắt Sức kháng cắt danh định của cốt thép ngang chịu cắt A5.8.3.3 Trong đó: a : Góc nghiêng của cốt thép ngang so với trục dọc Vs= 487775.104 N 487.775104 KN Tính 4011176.47 4011.17647 KN Sức kháng cắt danh định Vn = 730.91108 KN Sức kháng cắt tính toán Vr = 657.819972 KN Kiểm tra sức kháng cắt Vr>Vmax:=> đạt Kiểm tra cốt thép ngang tối thiểu 227.304861 mm2 Av>Avmin Đạt Kiểm tra cự ly tối thiểu của CT ngang 1604470.59 KN s=200mm Đạt  TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN Tính mô men đối với điểm O: Mg P.0,775 = 24.0,75.x.1.0,775=13,95x kN Ml = E.x = .8,835.x.x.x=1,47x3 Điều kiện chống lật: Xét bài toán suy ra phương trình Hình 42 Mô hình tính toán tường chắn. 0,8.13,95x = 1,47x3 suy ra x = 2,8m Vậy phải bố trí neo tường chắn từ chiều sâu của tường là 2,8m. Tiến hành tính toán và bố trí neo cho mặt cắt tại cửa hầm, các mặt cắt còn lại sẽ được bố trí theo mặt cắt này. Tại mặt cắt cửa hầm x = 8,3m. Mg P.0,775 = 24.0,75.x.1.0,775=13,95x = 13,95.8,3=115,785 kNm Ml = E.x = .8,835.x.x.x=1,47x3=1,47.8,33=840,53 kNm Vậy cần bố trí neo để tạo ra mô men giữ là: 840,53 – 0,8.115,785 = 747,9kNm Bố trí một tầng neo như hình vẽ: Hình 43 Mô hình bố trí neo. Lực căng neo là T suy ra: (Tcos30o . 5 + T.sin30o . 0,775 ).0,8= 747,9 suy ra T = 198,2 kN. Chọn loại neo có T = 250kN Lực căng lớn nhất trong neo là: Nk = 250KN do 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 = 2.250 = 500KN Xác định chiều dài bầu neo Ls: (Theo phương pháp thực nghiệm của M.Bustanmante) Trong đó: TU: Lực kéo trong thanh neo (KN) TU = 500KN 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 = a.Dd a: Hệ sô tra bảng, với đất sét bơm phụt có Pi > P1, a=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 đất sét dẻo N = 5 tra bảng ta có : qS=0,1Mpa= 100KN/m2 Thay số vào công thức ta có: Lấy LS = 6m 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 j = 14o26’ ta có thể coi cung trượt là một đường thẳng bắt đầu từ chân tường và kết hợp với phương thẳng đứng góc 45o-j/2 Giả thiết thanh neo hợp với phương nằm ngang góc a = 30o Hình 44 Mô hình tính toán neo. Khi đó chiều dài đoạn tự do được xác định theo công thức:Lấy AB = 6m Vậy tổng chiều dài neo là : L = LS + AB = 6 + 6 = 12m CHƯƠNG IITHIẾT KẾ THOÁT NƯỚC, NỀN ĐƯỜNG, MẶT ĐƯỜNG VÀ CÁC HẠNG MỤC KĨ THUẬT KHÁC Các công trình thoát nước trên tuyến đều được thiết kế với tiêu chuẩn cao, phù hợp với quy mô và tiêu chuẩn của công trình đường cao tốc. Hệ thống thoát nước hầm chui thông qua rãnh thoát đưa về trung tâm, dẫn đến hầm chứa, lọc thô đưa vào bể bơm và được bơm hút bằng bơm chìm tự khởi động. Công suất và số lượng bơm được xác định tuỳ theo lưu lượng nước chảy vào trạm bơm, khi lưu lượng đạt tối đa 3 máy bơm sẽ được huy động, công suất cho mỗi máy là 20m3/phút. Trạm bơm gồm 3 máy hoạt động theo các chế độ và 01 máy bơm dự phòng cho việc duy tu và bảo dưỡng thiết bị. THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC Thoát nước mưa cho đường hầm Như đã trình bày ở phần giải pháp thoát nước cho đường hầm Quang Trung và giải pháp thoát nước cho toàn tuyến. Việc thoát nước cho đường hầm Quang Trung gồm thoát nước ngầm và thoát nước mưa. Lưu vực thu nước mưa: F = 29.500 = 14500m2 = 1,45ha Để thu nước mặt người ta bố trí bể thu nước ở giữa đường hầm kín và dùng bơm tự động bơm nước ra ngoài đổ vào hệ thống thoát nước chung của thành phố. Để xác định lưu lượng nước mưa ta có thể dựa vào công thức của Bônđacôv. Vì theo qui định của bộ giao thông vận tải thì khi tính toán thoát nước của thành phố có lưu vực nhỏ không được dùng công thức kiến nghị của Nguyễn Xuân Trục cũng như phương trình cân bằng lượng nước vì công thức này có độ chính xác không cao, cần phải tính toán theo công thức của Bônđacôv. Với lưu vực nhỏ sẽ làm cho thời gian hình thành dòng chảy giảm, hệ số triết giảm do ao hồ là không có. Q = q.j.F (l/s) Trong đó: F: Diện tích lưu vực (ha); F = 1,45/2 = 0,725 j: Hệ số dòng chảy xác định theo bảng tra; j = 0,85 q: Cường độ mưa tính toán trung bình trên 1ha, xác định theo đồ thị hay phụ thuộc vào chu kỳ xuất hiện lũ tính toán và thời gian mưa tính toán (lấy thời gian tập trung nước về công trình); được tính bằng l/s.ha Xác định q: theo công thức kinh nghiệm: Với các hệ số c, K, n phù hợp với điều kiện Việt Nam Trong đó: q20: Cường độ mưa trên 1ha, với khu vựa Hà Nội , ứng với chu kì xuất hiện lũ là N = 1 năm ta có q20 = 300l/s.ha c, K, n: Là các hệ số đặc tưng cho khu vựa mưa rào, xác định theo bản đồ các đường đẳng trị. K = 0,25; c = (15 + 17,5)/2 = 16,25; n = (0,75 + 0,8 + 0,85)/2 = 0,8 t: Thời gian mưa tính toán lấy bằng thời gian tụ nước tính từ điểm xa nhất của lưu vực đến mặt cắt tính toán là tại mặt cắt giữa hầm. Ta có thể xác định thời gian tụ nước mưa như sau: t = tmd + tr tmd: Thời gian nước chảy từ đỉnh dốc (điểm cao nhất của mặt đường BTN). Ở đây không có cây cỏ nên có thể lấy tmd = 5 phút tr: Thời gian nước chảy trong rãnh đến mặt cắt tính toán cách điểm xa nhẩt là 250m, ta có thể xác định tr theo công thức sau: Lr = 250m; giả sử Vr = 5m/s => Vậy t = 1,042 + 5 = 6,042 phút Thay số vào công thức tính q ta có: Vậy lưu lượng nước mưa thu vào là: Q = 333,023.0,85.0,725 = 205,23l/s =0,205 m3/s Do đó ta có thể bố trí rãnh thoát nước có kích thước 550x200mm là đảm bảo thoát nước được cho đường hầm. Vì khả năng thoát nước tối đa của rãnh là: Q = 0,2.0,55.5 = 0,55 (m3/s) Tính toán bể chứa nước mưa: Để tính toán bể chứa nước mưa ta cần phải xác định khối lượng nước thu về bể trong một trận mưa ứng với trận mưa lớn nhất. Ở đây ta xác định trận mưa có cường độ lớn nhất là trận mưa có thời gian mưa 6,26 phút (vì qui luật của các trận mưa là trận mưa có cường độ lớn nhất khi thời gian mưa là ngắn nhất) Do vậy ta xác định được thể tích nước mưa thu về bể sau một trận mưa là: W = 2.0,205.6,26.60 = 153,996m3 Căn cứ vào khối lượng nước này ta có thể chọn được thể tích bể thu nước mưa là 300m3. Vì cứ sau một trận mưa thì lượng nước thu về bể là 153,996m3; giả sử cứ sau 1h lại có một trận mưa như vậy thì phải sau 2h nước mới đầy bể. Khi đó ta sử dụng 4 máy bơm tự động công sất mỗi máy bơm là 60m3/h. Trong đó có 3 máy thường xuyên hoạt động còn lại 1 máy dự phòng. Nước mưa được máy bơm bơm ra ngoài đổ vào hệ thống thoát nước chung của thành phố Chọn kích thước bể chứa: ta chọn bể chứa có kích thước 7x8x6m = 336m3; ta bố trí 1 bể đặt nhau tại vị trí ở một bên; bể được đúc tại chỗ bằng bê tông cốt thép có bề dày 20cm. PHẦN IV:THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TỔ CHỨC THI CÔNG CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG CHƯƠNG IĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TỔ CHỨC THI CÔNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG Công trình được thi công tại nút giao thông có lưu lượng xe qua lại lớn mà vẫn phải đảm bảo giao thông đi lại nên các phương án thi công phải đảm bảo các yêu cầu sau Đảm bảo xe cộ và các phương tiện giao thông vẫn có thể lưu thông trong suốt quá trình thi công ở phạm vi công trường Đảm bảo tuyệt đối an toàn cho các công trình lân cận Không gây tiếng ồn quá mức cho phép Thời gian thi công ngắn, nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng Đảm bảo an toàn cho người và các thiết bị thi công trong phạm vi công trường. Hợp lý về kinh tế. Trong quá trình xây dựng phải có đủ khoảng trống để tập kết và bố trí các phương tiện máy móc thiết bị, vật liệu xây dựng. Không làm cản trở giao thông, không gây ô nhiễm môi trường xung quanh. Đồng thời quá trình thi công cần phải tránh tiếng ồn, gây rung động làm ảnh hưởng đến các cơ quan, công sở…xung quanh khu vực nút. MỘT SỐ BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẦM CHÔN NÔNG Phương pháp đào hầm Thi công bằng phương pháp lộ thiên là chỉ phương pháp đào hố móng trên mặt đất, đến khi đạt đến cao độ thiết kế, kết cấu công trình ngầm sẽ được thi công trong hố móng đã đào rồi từ đáy lấp đất thuận chiều từ dưới lên trên trả lại mặt bằng như ban đầu. Hố móng được mở theo các cách: theo mái dốc; mở hố đào che chống theo kiểu công xon (che chống bằng cọc gỗ, cọc thép, cọc bêtông, cọc nhồi..); mở hố đào có kết cấu che chống vây quanh (hệ thống nằm ngang, hệ chống xiên, neo). Phương pháp khiên hở Phương pháp sử dụng các dạng vì chống di động nhằm tối ưu hoá tối đa công tác đào, xúc đất và xây vỏ hầm, khi xây dựng hầm thành phố đặt nông băng phương pháp lộ thiên người ta sử dụng vì chống thép tiết diện ngang hở di chuyển được trên vỏ hầm đã tổ hợp hoặc trên tường của hang. Khiên hở sẽ được thi công theo sơ đồ song song. Đầu tiên công tác chuẩn bị mặt bằng thi công, đường vào cấp nguyên vật liệu… sẽ được thi công trước khi tiến hành thi công hầm. Khiên được tổ hợp trong hố móng hở trong đó đã có tường đỡ để di chuyên khiên. Trình tự đào hầm bằng khiên được tiến hành như sau: Máy xúc thuỷ lực tiến hành đào từng bước tạo khoảng không cho khiên đào Khiên đào được đưa xuống hố móng và tiến hang đào đất Cần cẩu cẩu các đốt hầm xuống vị trí thiết kế Khiên được di chuyển đi bằng một bước đào và trượt ra khỏi đốt vỏ hầm bằng kích thuỷ lực, lực di chuyển của khiên đồng thời là lực ép các đốt hầm lại với nhau. Ôtô tự đổ tiến hành vận chuyển và đổ đất đắp lên các khối vỏ hầm, đồng thời máy ủi có nhiệm vụ san bằng đất lấp trả lại mặt bằng cho mặt đất. Quá trình thi công sẽ kết thúc khi đạt hết chiều dài hầm. Phương pháp tường liên tục trong đất Tường liên tục dưới đất được chia làm: + Tường liên tục dưới đất đổ tại chỗ. + Tường liên trục dưới đất đúc sẵn. + Tường liên tục dưới đất gồm các hàng cọc. Phương pháp đào dưới nắp Phương pháp đào dưới nắp là phương pháp thi công nắp trước rồi trả lại mặt bằng bên trên hoặc dùng kết cấu che chắn tấm đỉnh đảm bảo cho mặt bằng bên trên được thông suốt rồi thi công xuống dưới. Sau khi đào đất đến đáy móng xong rồi xử lý nền móng công trình, đổ bêtông tấm đáy rồi tiến hành thi công phần tường công trình và cuối cùng thi công bản nóc, chống thấm cho công trình ngầm và lấp đất khôi phục lại mặt bằng bên trên. Do điều kiện thi công chật hẹp nên kết cấu lắp ghép thi công khó khăn do không sử dụng được máy móc có tính cơ giớ hoá cao, do vậy trong trường hợp này chủ yếu thi công theo phương pháp đổ tại chỗ Phương pháp thi công dưới nắp dùng kết cấu che chống trong quá trình thi công bằng hệ thống tường trong đất thì hệ thống tường trong đất thường là kết cấu vĩnh cửu của công trình ngầm, trong trường hợp này đầu tiên ta tiến hành thi công tường trong đất, sau đó thi công bản nóc công trình ngầm rồi lấp đất trả lại mặt bằng bên trên, dưới sụ bảo vệ của tấm nóc và tường bên ta tiến hành đào đất công trình ngầm và thi công tấm đáy và hoàn thiện công trình ngầm. Do kết cấu công trình ngầm cũng là kết cấu che chống trong quá trình thi công và được thi công theo phương pháp tường trong đất, do vây kết cấu có các loại đúc tại chỗ, lắp ghép, bán lắp ghép Ưu điểm của phương pháp: Chuyển vị ngang của kết cấu nhỏ, tấm kết cấu để làm kết cấu chống đỡ trong quá trình đào hố móng, tiết kiệm hệ chống tam thời, giảm thiểu cản trở đi lại trên mặt đất, ảnh hưởng của điều kiện khí hậu bên ngoài ít Khuyết điểm: Công tác vân chuyển đất đá khó khăn, công tác xử lý phòng nước khó khăn THI CÔNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HẦM Là phương pháp tiến hành đào hố móng từ cao độ mặt đất xuống dưới đến cao độ thiết kế, xong lại từ đáy thi công theo chiều từ dưới lên trên đến cao độ thiết kế và hoàn thành kết cấu chính của hầm. Cuối cùng lấp lại hố đào khôi phục lại mặt bằng bên trên. Hệ thông chống đỡ trong quá trình thi công: Kết cấu che chống xung quanh hố đào, thanh chống ngang, thanh chống xiên Công tác mở hố móng Đối với những công trình ngầm đặt tương đối nông và thi công trong vùng đất ổn định, có độ ẩm tự nhiên có bãi đất trống đủ lớn để có thể đào hầm mái dốc tự nhiên không cần gia cường thành, phương pháp này tuy khối lượng đất đá tăng lên, nhưng có thể áp dụng được những máy móc có tính cơ giớ hoá cao, tốc độ thi công nhanh, chất lượng đảm bảo, việc thoát nước ngầm thì có thể dùng phương pháp giếng kim để hạ nước ngầm nâng cao tính ổn định cho mái dốc, cải thiện điều kiện môi trường thi công trong hố móng. Khi thi công theo phương pháp lộ thiên thì phương pháp mở hố móng là lựa chọn đầu tiên nếu điều kiện thi công cho phép. Đối với những công trình thi công trong điều kiện chật hẹp không có khoảng trống để thi công theo phương pháp mở hố móng theo độ dốc tự nhiên thì trong quá trình mở hố móng phải dùng các kết cấu che chống. Kết cấu che chống bằng tường trong đất, hoặc cọc bản có thể kết hợp với neo trong đất và các thanh chống ngang, các thanh chống xiên hoặc không. Kết cấu che chống với mặt cắt ngang có độ cứng tương đối lớn Trong trường hợp không cần dùng các thanh chống ngang và các thanh chống xiên, neo thì kết cấu che chống làm việc kiểu công son. Kết cấu che chống được đóng xuống quá đáy hố đào, sau đó đào khối đất đá bên trong hố móng, khi đào đến cao độ thiết kế mới tiến hành thi công kết cấu chính. Kết cấu che chống kiểu công- xon dựa vào độ cứng và độ sâu cắm và dưới đáy hố móng để cân bằng áp lực đất bên ngoài Khi chiều sâu hố đào tương đối lớn, bề rông hố móng lớn thì kết cấu che chống có sự kết hợp của thanh chống ngang, thanh chống xiên, và hệ thống neo đất. bố trí hệ thống thanh chống cần xem xét yêu cầu của công nghệ thi công, cường độ thanh chống, độ cứng, khoảng cách, số lớp, và vị trí lớp … và cần căn cứ vào phân tích và tính toán cơ học để xác định. Trong thi công cần thường xuyên xem xét trạng thái chịu lực, khi cần thiết cần tiến hành giám sát và khống chế ứng suất của chúng Lắp dựng kết cấu công trình ngầm Sau khi thi công xong hố móng đến cao độ thiết kế ta tiến hành thi công kết cấu công trình ngầm. Kết cấu công trình ngầm được thi công bằng cách lắp ghép hoặc đổ tại chỗ Đầu tiên đối với những công trình nằm trong vùng địa chất yếu thì ta phải tiến hành sử lý móng bằng lớp cát và lớp bêtông mác thấp. Đối với những công trình nằm trong vùng địa chất tốt thi ta không cần phải gia cố móng mà tiến hành tạo phẳng Tiến hành thi công lắp dựng kết cấu công trình Nếu là kết cấu lắp ghép thì dùng cần cẩu và các thiết bị lắp dựng để thi công lắp dựng kết cấu công trình Nếu là kết cấu đổ tại chỗ thì tiến hành thi công từ dưới lên. Trước tiên ta phải lắp dựng ván khuân, tiếp theo là lắp dựng cốt thép và thi công bản đáy, tiếp đến là thi công tường công trình, và cuối cùng là thi công bản nóc công trình Thi công xong ta tiến hành thi công lớp chống thấm cho cônng trình rồi lấp đất trở lại khôi phục lại mặt bằng và các công trình bên trên Các hệ thống kết cấu chống đỡ trong quá trình thi công công trình ngầm bằng phương pháp đào hở Hệ thống thanh chống nằm ngang Bao gồm thanh văng (thanh chống ngang) và thanh chống góc, hệ che chống ngang dùng hệ thanh chống đường thẳng chịu nén dọc trục, thanh chống có thể dùng gỗ, bêtông cốt thép, ống thép, thép hình và lắp ghép bằng thép hình v v … tháo lắp thuận tiện, ít chiếm không gian, dùng đi dùng lại đựơc nhiều lần và có thể chế tạo thành hệ thống chống công cụ, được ứng dụng nhiều trong thực tế công trình. Việc sử dụng kết cấu thanh chống ngang có ưu điểm là chuyển vị ngang của thân tường bé, an toàn vững chãi, chiều sâu đào không bị hạn chế Hệ chống xiên Khi bề ngang của hố móng tương đối lớn và hình dạng không đều không tiện sử dụng hệ thống nằm ngang thì phải dùng hệ chống xiên. Hệ chống xiên một đầu chống vào kết cấu che chắn, một đầu chống vào móng vừa xây dựng xong. Khi dùng hệ chống xiên thì chuyển vị ngang của kết cấu che chăn tương đối lớn, do vậy chiều sâu hố đào bị hạn chế Neo Là một loại kết cấu chống giữ hố đào được bố trí bên ngoài hố móng. Neo gồm có 3 bộ phận cơ bản đầu neo, thân neo, bộ phận neo chặt. Sau khi đào hào đến cao đọ thiết kế đặt neo thì tiến hành dùng khoan, khoan các lỗ khoan sâu vào đất, chiều dài của lỗ khoan phải vượt qua giới hạn của năng thể trượt, sau đó các thanh neo được đặt vào trong lỗ khoan và chúng được gắn trên toàn bộ chiều dài hoặc chỉ một phần phía dưới phía cuối lỗ khoan, bằng cách neo như vậy khối đất được gia cường và hạn chế chuyển vị, vách hố đào được giữ ổn định. Đầu neo được vít chặt vào kết cấu che chắn. Bộ phận neo chặt được bố trí trên suốt chiều dài thân neo hoặc chỉ một phần phía đầu neo và bộ phận neo chặt phải được bố trí vượt quá giới hạn của năng thể trượt. Khi sử dụng neo thì dễ khống chế chuyển vị ngang của kết cấu che chắn, giảm độ lún của mặt đất, chiều sâu hố đào không bị hạn chế các hố móng có diện tích lớn. Hạn chế là công nghệ thi công phức tạp, giá thành tương đối cao, không sử dụng được khi công trình thi công gần các công trình có móng sâu dầy đặc Kết cấu che chắn Kết cấu có các loại sau: Kết cấu che chắn bằng cọc ván, kết cấu che chắn bằng tường trong đất, kết cấu che chắn Tường chắn bằng cọc ván có các loại cọc ván gỗ, cọc ván thép, cọc ximăng cốt thép (1) Tường ván bằng gỗ: Thường áp dụng cho những công trình đặt nông hoàn toàn dùng bản gỗ ghép lại thành tường chắn cho thành hố đào, tường chắn bằng gỗ có tính năng cơ học kém, chiều dày ván lát gỗ 2 – 8cm, ván lát có loại ván lát ngang và ván lát đướng, có thể sử dụng kết hợp với thép hình Hình 45: Kết cấu che chắn. (2) Tường ván bằng cọc ván thép Có các loại sau: cọc bản phẳng, cọc thép kiểu máng, cọc thép chữ z, cọc larssen Hình 46: Các loại cọc ván Mép của cọc bản thép thường có khoá miệng để cho 2 cọc kề nhau có thể móc chặt vào nhau tạo ra tác dụng chống thấm và cách nước Tường ván bằng cọc bản thép có thể dùng cho các loại móng có mặt bằng hình chò, chữ nhật đa giác, căn cứ vào các góc quay để chế tạo các cọc ở góc quay tương ứng Trình tự thi công Tiến hành thi công các khung định vị bàng thép hình: Hạ các cọc bằng thép hình tại các vị trí góc và trung gian hố móng, ssau đó dùng thép hình ghép lại thành khung định vị Hình 47 Kết cấu khung định vị Sau đó dùng máy hạ cọc ván thép, thiết bị hạ có các loại: đóng, ép, dung. Các cọc hạ được ghép thành từng nhóm (2 – 5 cọc) để hạ, khi hạ thì phải hạ đồng đều các cọc trong nhóm Hình 48 Hạ cọc ván thép Cách đóng cọc được tiến hành đóng ở các cạnh trước và đóng ở các góc sau sau đó hợp long ở các góc, có các sơ đồ đóng cọc sau Hình 49 Các sơ dồ đóng cọc và hợp long. Nếu đóng cọc theo sơ đồ a,b thì số điểm hợp long ít nhưng sai số tích luỹ lớn, sai