NQP/CHCTN 4- 16 Chẳng hạn ở các công trình ngầm giao thông trong khu vự đô thị các kết cấu là bê tông cốt thép. Cốt thép đợc bố trí trên cơ sở tính toán cơ học (tĩnh học) hoặc lấy theo các quy định về lợng cốt thép tối thiểu, hoặc đợc chọn theo những yêu cầu đặc biệt, ví dụ yêu cầu chống thấm. Cốt thép thờng đợc sử dụng ở dạng tấm lới, hay thép hàn. Đối với các đờng tàu điện ngầm, trong môi trờng có nớc ngầm vỏ bê tông cốt thép thờng phải là bê tông cách nớc (không thấm nớc). Khi có yêu cầu tránh tạo nên ứng suất tiếp tác dụng với khối đá hoặc lớp vỏ bảo vệ chẳng hạn bằng bê tông phun, thờng sử dụng các biện pháp ngăn cách sau (Hình 4-17) : vữa lấp đầy kết hợp với các tấm vải nhựa, vải nhựa, tấm nhựa tổng hợp, dạ, nỉ quét vôi hoặc quét phủ bằng vật liệu khác. Hỡnh 4-17 Vì khi bố trí cốt thép của lớp vỏ bảo vệ, các vấn đề nh ăn mòn, ổn định lâu dài, mức độ dính bám với lớp vỏ bê tông sau (lớp trong) thờng không đợc phân tích, đánh giá đầy đủ, do vậy hiện nay các chủ đầu t cũng nh các chuyên gia thẩm định vẫn thờng yêu cầu phải có lớp vỏ thứ hai, với chức năng tiếp nhận toàn bộ tải trọng và đảm bảo ổn định lâu dài của công trình. Tuy nhiên do các yêu cầu về hiệu quả kinh tế, nên đã nảy sinh các nhu NQP/CHCTN 4- 17 cầu đối với công tác nghiên cứu phát triển là làm sao để có thể tận dụng toàn bộ hay một phần lớp vỏ ngoài (vỏ bảo vệ) làm chức năng của vỏ cố định, hoặc kết hợp để tạo thành dạng kết cấu một lớp vỏ. Từ kinh nghiệm thực tế trên thế giới hình thành các chỉ dẫn sau trong lĩnh vực xây dựng công trình ngầm : Kết cấu chống không có liên kết chống trợt giữa hai lớp vỏ. Trong trờng hợp này nội lực có thể phân bố cả trong hai lớp vỏ tùy theo độ cứng của mỗi lớp, đơng nhiên để cho đơn giản nhiều khi trong tính toán thiết kế thờng không chú ý đến lớp ngoài ; Kết cấu có khả năng truyền lực tiếp tuyến giữa hai lớp. Trong trờng hợp này có thể tính nội lực trong kết cấu với giả thiết kết cấu là vỏ một lớp, tuy nhiên khi đó phải kiểm định khả năng tiếp nhận ứng suất tiếp trên ranh giới giữa hai lớp. Sau đây giới thiệu một số quan điểm liên quan với các dạng vỏ bê tông từ các kinh nghiệmn thực tế. 1) Quan điểm lớp vỏ trong cần có lợng cốt thép tối thiểu Khi tiết diện ngang chịu nén ép toàn phần, sử dụng bê tông với mác M250, cần thiết phải đảm bảo lợng cốt thép khoảng 1,5cm 2 trên mỗi mét dài với cốt chịu lực và các cốt đặt cách nhau không quá 0,25m (hinhf 4-18). Hình 4-18 NQP/CHCTN 4- 18 Khi tiết diện ngang không chịu nén hoàn toàn, sử dụng bê tông mác 250 (M250), cốt đợc bố trí theo mạng ô vuông và cần tuân theo các chỉ dẫn sau, tùy theo chiều dày của vỏ : 0,1% diện tích tiết diện bê tông, khi chiều dày vỏ là 0,30m ; 0,07% diện tích mặt cắt bê tông, khi chiều dày vỏ là 0,55m Khoảng cách giữa các thanh cốt không đợc quá 0,20m và có thể chọn giá trị nội suy tuyến tính khi chiều dày vỏ dao động giữa 0,30m và 0,50m. Chiều dày bê tông phủ lên mọi loại cốt thép về hai phía (khối đá và khoảng trống) tối thiểu phải là 3cm. Chiều dày lớp phủ bê tông lên lớp cốt chịu tải về phía khoảng trống tối thiểu phải là 5cm. Yêu cầu về lợng cốt thép tối thiểu xuất phát từ lí do là tồn tại các tác động do nhiệt độ, co ngót, từ biến, do không chú ý đợc các lực tập trung riêng, các tải trọng không xác định từ phía khối đá trong khi tính toán thiết kế. Đơng nhiên đây cũng lại thờng là trờng hợp không có lý giải rõ ràng, nêu trong thiết kế là có hay không có kiểm chứng các tải trọng này và sử dụng các giải pháp công nghệ để xử lý co ngót nào. Trong thập kỷ 70 của thế kỷ 20 còn thờng đánh giá cao vai trò của cốt cấu tạo, càng về sau càng có yêu cầu thấp hơn. Ví dụ ở Đức khi xây dựng tuyến tàu điện ngầm tại Munchen (Muynich) trong bê tông chỉ còn có 0,2% cốt thép. Trong các đoạn hầm đã sử dụng vỏ tuýp bing (các tấm bê tông cốt thép đúc sẵn), lớp vỏ trong đợc xây dựng không có cốt thép. Tại áo và nhiều nớc khác lớp vỏ chống trong tại các đờng hầm và đờng lò dẫn nớc thờng không có cốt thép, ngoại trừ là do các tác động cơ học đòi hỏi bê tông phải có cốt. Các trờng hợp phải có cốt là nếu lớp vỏ bê tông trong chịu uốn mạnh, có thể hình thành vết nứt. Trong trờng hợp này có thể kiểm định theo phá hủy có chú ý đến cốt thép. Lớp vỏ trong của đờng hầm Hải Vân, đợc xây dựng chỉ có chiều dày 30cm và không có cốt thép. Tuy nhiên theo Springerschmidt và Wagner (Stellungsnahme zur DSV 853. Unveroeffentlicht, 1982) cần thiết phải chú ý đến việc sử dụng cốt thép, sao cho vùng có thể bị nứt (trạng thái II) của kết cấu phải có khả năng chịu uốn cứng hơn so với vùng bê tông không bị nứt (trạng thái I). L ợng cốt thép tối thiểu trong các trờng hợp này theo F.Leonhardt và E. Moenig [] (Leonhardt, F. und E. Moennig: Vorlesung ueber Massivbau. Berlin 1973, 1974), khi sử dụng thép thép xây dựng cần đợc chú ý xem sét nh sau : à=0,10% với bê tông mác thấp hơn mác M250, à=0,14% với bê tông mác thấp hơn mác M450, à=0,18% với bê tông mác thấp hơn mác M550, NQP/CHCTN 4- 19 trong đó à là tỷ số diện tích tiết diện của cốt trong vùng chịu kéo trên tiết diện toàn bộ của bê tông. Lợng cốt thép tối thiểu đơng nhiên không làm tăng khả năng chịu tải, nhng trong trờng hợp gặp sự cố có thể hạn chế khả năng sập lở các cục bê tông đã bị phá hủy. Tác dụng bảo vệ này của cốt thép đơng nhiên chỉ có ý nghĩa, nếu nh với tải trọng giả định, áp lực từ phía khối đá chỉ tác động cho đến khi bê tông bị nứt, rồi sau đó suy giảm, nghĩa là sau đó không còn có hiện tợng biến dạng, dịch chuyển từ phía khối đá vào khoảng trống và một trạng thái ổn định hình thành không cần đến lớp vỏ trong. Tuy nhiên đây là điều không ai dám dự tính đến và do vậy khả năng khối đá có thể vẫn không ngừng dịch chuyển. Khi đó kể cả vỏ hầm có cốt vẫn có thể bị phá hủy. Nói chung các nhà kỹ thuật hầi nh đều thống nhất là lợng cốt thép tối thiểu không góp phần tăng khả năng chịu tải hay an toàn đối với vỏ bê tông. Nhng lợng cốt thép tối thiểu làm tăng khả năng biến dạng phá hủy của kết cấu khi chịu uốn. Và từ đó có thể tính đến tăng mức độ an toàn cho công trình ngầm khi xảy ra sự cố. Các trờng hợp tải trọng có tính quyết định chẳng hạn là các hiệp tợng sập lở khối đá và gây tác động uốn vào lớp vỏ trong. Song cũng có những trờng hợp đặc biệt đã xảy ra là sau khi lopứ vỏ trong bị phá hủy thì khối đá cũng trở về trạng thái ổn định. Và do vậy nếu tải trọng đủ lớn thì bằng tính toán, kiểm định vẫn có thể xác định đợc lợng cốt thép cần thiết. Mặt khác cũng cần xém sét tới khả năng suy giảm độ bền chịu uốn của vỏ bê tông gây ra do hình thành ứng suất bên trong do co ngót hoặc biến đổi nhiệt độ. Và từ đó tính đến khả năng khắc phục thông qua lợng cốt thép nhất định. Thực tế cho thấy các ứng suất nội tại này có thể giữ ở mức cờng độ nhỏ thông qua các giải pháp về công nghệ bê tông, ví dụ biện pháp bảo dỡng sau khi đổ. Khi xuất hiện các vết nứt dọc theo trục hầm, có thể khắc phục bằng ép nhựa chèn khe và tạo liên kết chịu lực cho khe nứt. trong trờng hợp đã sử dụng các giải pháp làm kín phòng nớc thậm chí cũng không cần thiết phải triển khai biện pháp này. Ngoài ra, cũng có thể suy sét là khi bê tông bị nứt nẻ, do tác động của hiệu ứng vòm mà vẫn đảm bảo có đợc khả năng nhận tải. Các bờ của khe nứt vần có khả năng tiếp nhận tải trọng cắt. Do vậy, một lợng cốt thép tối thiểu cha hẳn đã có tác dụng đáng kể đến khả năng chịu tải và do vậy không nhất thiết phải có trong bê tông. 2) Lớp vỏ trong bằng bê tông cách nớc Bê tông cách nớc thờng là bê tông mác 250 và có chiều dày tối thiểu sau : khi vỏ chỉ từ một lớp, chiều dày là 0,4m ; NQP/CHCTN 4- 20 khi vỏ cấu thành từ hai lớp, lớp vỏ trong cách nớc có chiều dày là 0,3m 3) Lớp vỏ trong không có cốt Nói chung bê tông toàn khối cần có cốt đối với các loại bê tông từ mác 250, song cũng có thể không có cốt nếu : không đòi hỏi vỏ bê tông là cách nớc ; lớp vỏ trong đợc thiết kế với vai trò vỏ cấu tạo (hầm Hải Vân) 4.3.2 Bê tông nen ép tại chỗ Cho n nay bờ tụng nộn ch yu c s dng khi o hm bng mỏy khiờn li dao. Va bờ tụng c nộn ộp vo khong khụng gian phớa sau u o. Khong khụng gian ny v phớa ngoi l khi ỏ, phớa trong l h thụng cp pha trt v phớa trc l cp pha u úc. Va bờ tụng c a vo bng h hng ng dn. Bờ tụng c bm b ng mỏy bm bờ tụng. Cỏc ng dn ny c b trớ cp pha u úc hoc cp pha trt (Hỡnh 4- 19) Khong khụng gian trng phớa sau mỏy khiờn o luụn c cp y bng bờ tụng. Vỡ th phi m bo va bờ tụng truyn ti u lờn ton b kt cu chng m khụng cú s suy gim no. ng nhiờn l ieuf ny ch thc hin c khi bờ tụng dng lng . Khi bờ tụng bỏn cng thỡ ỏp lc bm khụng kh nng truyn ỏp lc n ton chu vi v chng, vỡ sc khng ct hay trt tng dn. Do vy va Hỡnh 4-19 . NQP/CHCTN 4- 16 Chẳng hạn ở các công trình ngầm giao thông trong khu vự đô thị các kết cấu là bê tông cốt thép. Cốt thép đợc bố trí trên cơ sở tính toán cơ học (tĩnh học) hoặc lấy theo các quy định. hoặc kết hợp để tạo thành dạng kết cấu một lớp vỏ. Từ kinh nghiệm thực tế trên thế giới hình thành các chỉ dẫn sau trong lĩnh vực xây dựng công trình ngầm : Kết cấu chống không có liên kết. thờng không chú ý đến lớp ngoài ; Kết cấu có khả năng truyền lực tiếp tuyến giữa hai lớp. Trong trờng hợp này có thể tính nội lực trong kết cấu với giả thiết kết cấu là vỏ một lớp, tuy nhiên khi